国家竞争力新前沿
随着各国竞相巩固其在人工智能领域的领先地位，这项创新的基础越来越不仅取决于人工智能人才和研究能力，还取决于计算基础设施的稳健性。加拿大是一个以在人工智能研究和开发方面具有开拓精神而闻名的国家，现在面临着一个关键挑战：人工智能计算(AIC) 差距。这一差距威胁到加拿大在全球舞台上的地位，并引发了对包容性和可持续经济增长的质疑。
本周，加拿大政府宣布投资 24 亿美元发展国内人工智能基础设施，并与同类国家重新接轨。上个月，我们发布了一份报告，概述了加拿大缩小人工智能计算差距的政策选择。在这里，我们回顾了我们的主要发现，并使用经合组织的国家计算基础设施框架来了解加拿大的人工智能基础设施能力、有效性和弹性挑战。
加拿大的计算困境
“我们有大脑。现在我们需要主机。”加拿大创新、科学和工业部长 Francois-Phillipe Champagne强调了该国人工智能基础设施的严重不足——开发和测试最先进的人工智能系统所需的计算能力。尽管加拿大拥有值得称赞的创新历史，并于 2017 年启动了国家人工智能战略议程，但其研究和企业级计算能力不仅落后于其南部邻国美国，也落后于所有其他 G7 国家。
加拿大在人工智能研究和政策方面的辉煌历史
近期人工智能研究荣誉
加拿大是人工智能领域的先驱者的故乡，尤其是对神经网络算法进行广泛研究的Geoffrey Hinton和Yoshua Bengio ，以及强化学习领域的 Richard Sutton。从 2022 年到 2023 年，加拿大在其人工智能领域取得了重大进步，表明该国在全球人工智能领域日益增长的影响力和创新力。加拿大拥有超过 140,000 名积极参与的人工智能专业人士，比上一年增长了 29%，巩固了其作为人工智能人才领先中心的地位。该国拥有全球 10% 的顶级人工智能研究人员，在这一指标上排名全球第二。此外，加拿大在人工智能领域的性别多样性方面处于领先地位，2022-23 年人工智能领域女性数量增长了 67%，是全球同比增长最高的。自 2019 年以来，它在人工智能人才增长和人均发表的人工智能相关学术论文数量方面也均位居 G7 国家之首。
加拿大计算能力数据
加拿大的计算能力不足是一个迫切需要采取行动的问题。即使考虑到人口和经济差异，加拿大的高性能计算基础设施仍然落后于大多数 G7 国家。相比之下，美国在调整后的 AIC 能力方面领先加拿大 8 到 11 倍。日本领先加拿大约 8 倍，法国和德国领先加拿大 2 到 3 倍。
表 1. 加拿大与其他司法管辖区的计算能力对比
为了考虑经济市场规模和人口差异，我们使用截至 2023 年 11 月的 TOP500 超级计算机子列表生成器，计算了人均调整比率（https://data.worldbank.org/indicator/SP.POP.TOTL?locations=CA-US-GB-FR-DE-JP-IT）和 GDP（https://data.worldbank.org/indicator/NY.GDP.MKTP.CD?locations=CA-US-GB-FR-DE-JP-IT ）调整比率， https://www.top500.org/statistics/list/。
政府对行业和即将出台的人工智能计算战略的支持
2017 年，加拿大率先启动了由加拿大高级研究院(CIFAR) 牵头的国家人工智能发展计划 (PCAIS)。这项耗资 4.43 亿美元的计划是加拿大在人工智能研究、人才和初创企业发展方面处于领先地位的支柱。然而，其中只有 4000 万美元直接用于人工智能计算计划。大多数人工智能计算基础设施由加拿大数字研究联盟及其研究合作伙伴负责。然而，PCAIS 不包括直接针对私营部门参与者的人工智能计算需求的计划，包括寻求扩大或发展公共人工智能计算基础设施的公司。
2024 年 4 月，加拿大政府宣布投资 24 亿美元培育国内人工智能基础设施，这是解决其 AIC 计算缺口的关键一步。
这项投资计划包括 20 亿美元，用于增强 AI 研究人员、初创企业和扩张企业的计算能力和技术基础设施。它为新的AI 计算访问基金和加拿大 AI 主权计算战略提供咨询，确保能够使用最先进的基础设施，吸引全球投资并培养加拿大人才。另外 2 亿美元将支持 AI 初创企业以及农业、医疗保健和制造业等关键领域的 AI 应用。
此外，还将向自然研究委员会的创新研究援助 AI 辅助计划拨款 1 亿美元，以帮助中小企业整合 AI 解决方案以提高生产力。该计划还包括向行业劳动力解决方案计划拨款 5000 万美元，为可能受到 AI 进步影响的行业的工人提供新技能培训，以及向加拿大 AI 安全研究所拨款 5000 万美元，以确保 AI 的安全开发和部署。最后，将拨款 510 万美元用于执行《人工智能和数据法案》，负责任地指导 AI 创新并保护加拿大人免受潜在风险。
我们认为，这项最新投资的有效性取决于它能否使人工智能的好处普及到加拿大所有行业。这凸显了制定全面、包容的战略的紧迫性，该战略旨在解决计算差距并确保公平地利用人工智能的变革潜力。
前进之路：为所有人制定统一的人工智能基础设施战略的建议
解决计算差距需要的不仅仅是资金投入；它要求承诺包容和公平地使用人工智能基础设施和服务。这一过程必须从广泛的公众咨询开始，吸收各行各业的声音，特别是那些传统上在技术创新中处于边缘地位的行业的声音。受台湾数字民主等国际范例的启发，加拿大的做法应侧重于创建促进包容性繁荣的基础设施和政策，确保人工智能的好处惠及整个社会。这种方法确保在人工智能对日常生活的影响越来越大的情况下，规模化企业、中小型企业和边缘化社区的声音能够被听到。
一旦推出，AIC 采购和采用策略应与现有的商业和数字采用支持政策相结合，例如加拿大联邦政府通过工业研究援助计划提供的创新补贴和通过科学研究与实验发展计划提供的税收优惠，为那些需要基础设施和服务以发挥 AI 潜力、为更广泛的加拿大经济服务的人提供快速和持续的支持。
AIC 政策考虑：应用 OECD 的国家计算框架
公共政策必须设计得当，以使投资惠及最广泛的人工智能生态系统公司和利益相关者。公共投资不能简单地取代私人投资。相反，人工智能计算支持策略应该得到良好的管理，并适应不断变化的政策和行业环境。在应对加拿大人工智能行业当前面临的挑战时，权宜之计是关键，任何执行的政策都需要考虑短期和长期因素，以扩大高性能计算基础设施。
以下是利用经合组织的国家人工智能计算基础设施框架制定的解决加拿大当前和长期计算差距的一套战略性政策选项：
建立国内人工智能计算能力：这种方法旨在为加拿大研究人员和公司提供直接使用顶级人工智能计算能力的机会，促进创新并减少对外国计算资源的依赖。然而，这种方法面临着高昂的前期成本，以及长期无法获得有效或足够的人工智能计算能力的风险。抵消国内基础设施扩张的计划，如芬兰的 LUMI 超级计算机商业访问计划，可以减轻下游的运营和维护成本。
有效补贴现有的人工智能云服务：为了提高人工智能计算资源的可用性和使用率，联邦政府需要立即向初创企业和早期成长型企业提供直接补贴。这可以通过现有的云服务计算折扣以及激励国内注册和运营来实现。虽然这提供了一种权宜之计，但它是暂时的，并且有增加对外国云服务的依赖的风险，并可能锁定对这些数字生态系统的依赖。
通过与主要贸易伙伴合作，确保可持续、有弹性的 AIC 供应链：通过与英国、法国等国家在欧洲高性能计算联合计划等框架内合作，加拿大可以为其人工智能生态系统获得更有利的购买力和 AIC 基础设施采购和云服务。这将使面临 AIC 短缺的国内公司和研究机构受益，以满足未来的研发需求和基础设施采购。
从最宏观的层面来看，任何弥合人工智能计算差距的战略都必须符合加拿大促进经济增长、确保数字主权和保持负责任的人工智能创新领导地位的总体目标。最后，加拿大必须将人工智能的好处分配给社会的各个部分，包括扩大人工智能在中小企业中的应用，并确保它支持中产阶级和目前远离科技的人群。
呼吁加拿大建立可持续、包容的人工智能行业
我们建议加拿大即将出台的人工智能政策以人为本，在公平获取人工智能驱动的经济增长机会与满足行业和创新生态系统的迫切计算需求之间谨慎平衡。通过优先考虑公众咨询、利用国际伙伴关系以及专注于可持续和包容性的基础设施发展，加拿大可以应对当前的挑战，并成为人工智能实用、道德和公平使用方面的领导者。
缩小加拿大人工智能计算差距的征程不仅仅是一项创新挑战，更是社会当务之急。这一差距影响经济生产力和创新主权。随着我们进一步进入人工智能时代，今天的决定将决定加拿大在全球数字经济中的角色及其促进繁荣未来的能力。现在是采取行动的时候了，我们要有远见、有包容性，坚定不移地致力于跟上计算领域的既有者，并在新数字时代促进所有加拿大人的繁荣和福祉。
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