中央城市工作會議把“著力建設(shè)便捷高效的智慧城市”，列為城市工作七個方面的重點任務之一，明確提出要“創(chuàng)新城市治理的理念、模式、手段”。

作為國內(nèi)數(shù)字化治理先驅(qū)，上海一直積極探尋城市治理模式和手段創(chuàng)新。2024年，上海首次披露“量子城市”概念。今年7月，上海市出臺《上海城市空間治理領(lǐng)域人工智能應用暨量子城市空間智能建設(shè)實施方案（2026—2027年）》，標志著這一充滿前沿科技色彩的概念，從理念設(shè)想走向政策實踐。

當前全球AI浪潮奔涌而來，正以前所未有的速度重塑世界。以“量子城市”為切入點，上海全面推動人工智能與城市治理深度融合，探索AI賦能超大城市現(xiàn)代化治理的新路徑。

從被動“管理”邁向智能“治理”

城市治理創(chuàng)新，AI是破題關(guān)鍵。特別是對于上海這樣的超大城市來說，“規(guī)模”與“復雜”疊加，治理難度呈指數(shù)級上升，依靠傳統(tǒng)的管理模式難以應對，亟須借助新技術(shù)手段實現(xiàn)治理升級。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)加速發(fā)展，被廣泛應用到城市治理各領(lǐng)域，智慧城市建設(shè)成效顯著。“量子城市”是智慧城市建設(shè)的最新探索。

所謂“量子城市”，是借鑒量子理論有關(guān)概念，利用AI空間智能大模型等新一代信息技術(shù)，對現(xiàn)實世界進行數(shù)字復刻，實現(xiàn)兩者的互聯(lián)感應、虛實相生，通過數(shù)字城市監(jiān)測現(xiàn)實運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題、推演發(fā)展規(guī)律，實現(xiàn)治理提升。

與傳統(tǒng)智慧城市概念有所不同，“量子城市”側(cè)重城市空間的數(shù)字化，可以理解為對城鎮(zhèn)、郊野、海洋等城市全域空間的復刻。通過多維數(shù)據(jù)實現(xiàn)城市狀態(tài)的數(shù)字化呈現(xiàn)，并借助人工智能進行仿真推演，最終將優(yōu)化和改造的方案反饋到現(xiàn)實城市建設(shè)治理中。

比如在傳統(tǒng)規(guī)劃里，商場數(shù)量是按照區(qū)域內(nèi)的人口數(shù)量來配置的。但如果線上消費爆發(fā)式增長，如何避免商場過剩？未來可借助城市空間大模型，及時分析區(qū)域人口特性，就能精準地確認區(qū)域需求，減少或優(yōu)化商場配置，把空間資源用于滿足更迫切的需求。

目前，新加坡、東京、倫敦、巴黎等世界頂級城市，都在這一領(lǐng)域進行探索。對于超大城市來說，這是必不可缺的治理工具，代表未來城市治理方向。

“量子城市”包含兩大核心技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字孿生技術(shù)和人工智能大模型平臺。數(shù)字孿生技術(shù)是通過三維建模和仿真推演，創(chuàng)建出與現(xiàn)實城市對應的虛擬城市。這種技術(shù)使得政府部門可以在虛擬環(huán)境中進行各種模擬實驗，預測并優(yōu)化城市的發(fā)展策略。

與此同時，引入AI大模型平臺，整合來自不同傳感器的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析和機器學習算法，實時控制和分析城市運行數(shù)據(jù)，提出精準的城市管理和應急響應方案。

對城市治理來說，“量子城市”可以實現(xiàn)三大變革。

一是尺度變革。量子是一個物理量不可分割的最小單位。“量子城市”意味著對城市的理解和管理，將深入到更小、更精細的尺度。

上海“量子城市”實施方案中，提出“以建筑的‘間’和基礎(chǔ)設(shè)施的‘段’為最小空間單元”，并將其界定為“米料”，以之對應人工智能大模型的“語料”。“米料”作為空間治理的基礎(chǔ)語料和三維立體空間最小單元，可用于訓練空間智能大模型，比傳統(tǒng)規(guī)劃體系縮小了2～3個數(shù)量級，對城市精細化治理來說無疑是一場革命。

二是敏捷提升。敏捷性是智慧城市的重要要求，要求城市治理體系能夠?qū)崟r變化作出快速響應。由于城市中人的需求和各類活動是高度變化和不確定性的，這與微觀粒子的特性具有相似性。在這種情況下，越精細反應速度越慢，精細和敏捷似乎是一對矛盾體。而“量子城市”能夠借助先進的感知技術(shù)和模型算法，實現(xiàn)對城市各要素之間實時互動的精準監(jiān)測與分析，從而快速調(diào)整治理策略，更好地回應市民、企業(yè)需求。

三是范式革命。傳統(tǒng)城市治理多為被動式響應，問題發(fā)生了再應對治理，或者基于經(jīng)驗和簡單參數(shù)分析進行預判。而在新范式下，通過數(shù)字孿生技術(shù)和AI大模型，能夠?qū)Τ鞘邪l(fā)展進行精準模擬和動態(tài)推演，為城市治理決策提供更科學的依據(jù)。從被動的“管理”邁向智能化“治理”，這是量子城市建設(shè)的重要目標。

總體上看，“量子城市”從空間智能的角度，提供了一個城市空間治理整體的、系統(tǒng)性的方案，為智慧城市建設(shè)提供了新的思路和框架。

龐大的系統(tǒng)工程

2024年3月，上海市成立了由市規(guī)劃資源局牽頭的量子城市空間智能創(chuàng)新工作組，聯(lián)合多領(lǐng)域、多專業(yè)精銳力量，與清華大學、同濟大學、商湯、庫帕思、阿里云等60余家行業(yè)龍頭單位，組建開放聯(lián)創(chuàng)工作營，采用“眾創(chuàng)分享、開放研討、循光而進、集成共進”的志愿工作模式，共同探索城市空間智能治理路徑。

城市空間智能是全新領(lǐng)域，也是一個龐大的系統(tǒng)工程。其中，核心技術(shù)攻關(guān)是關(guān)鍵。2024年12月，“上海量子城市時空智能創(chuàng)新重點實驗室”揭牌。2025年4月，30支尖兵團、百余名技術(shù)力量齊聚復興島，啟動時空智能大模型百日攻堅行動；6月，“型域智城”業(yè)務創(chuàng)新工作營成立，30名青年技術(shù)骨干集中攻關(guān)空間營造集成法則和核心算法；7月，在世界人工智能大會量子城市專題論壇上，系列核心成果重磅發(fā)布，展現(xiàn)了上海城市治理創(chuàng)新的“加速度”。

構(gòu)建新的空間法則和空間計算元規(guī)則是基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)規(guī)劃中，容積率等指標構(gòu)成了城市空間的強聯(lián)系規(guī)則。但在量子城市的語境下，需要對這些規(guī)則進行重新梳理和整合，構(gòu)建一套新的元規(guī)則體系，涵蓋時空基準、空間類型、空間單元、空間編碼等多方面的定義。這些法則如同城市運行的“基本法”，為后續(xù)的平臺建設(shè)和應用提供基礎(chǔ)。

建設(shè)城市空間治理大模型和新的空間治理操作系統(tǒng)是核心任務。空間是城市的基礎(chǔ)資源和運行載體，各方面要素和功能都要在這樣一個平臺上運行。為此，需要打造一個全新的城市空間操作系統(tǒng)，為各類應用場景提供基礎(chǔ)的運行環(huán)境。

今年7月，上海發(fā)布了首個三維時空治理模型——云宇星空大模型。首批啟動的28個業(yè)務率先上線，涵蓋城市治理、低空經(jīng)濟、城市安全等場景。

比如在商務樓宇單元方面，以間層樓為空間單位，掛載區(qū)域條件、建筑情況、商務服務、社會貢獻與經(jīng)濟效益等24項指標，包括樓齡、空置率、租金等監(jiān)測指標，為監(jiān)管部門和企業(yè)提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。當樓宇老化、空置率過高時，系統(tǒng)就會發(fā)出預警提示。

又如在低空運輸方面，可以利用云宇星空大模型統(tǒng)籌低空空域利用，挖掘未來城市可拓展的空域價值，建立未來城市治理的低空視角，謀劃未來城市繁榮的空中走廊。

實現(xiàn)廣泛的場景應用和開放共享的治理生態(tài)是重要目標。基于云宇星空行業(yè)基座大模型和共享的數(shù)據(jù)資源，政府、企業(yè)、居民等各類主體能夠開發(fā)各種垂類應用場景，共同參與城市治理，形成一個開放創(chuàng)新的空間治理生態(tài)，從而實現(xiàn)城市治理持續(xù)升級。

未來城市治理的升維革命

“量子城市”最重要的基礎(chǔ)設(shè)施是各類智能傳感器。虛擬世界不會憑空誕生，而是需要無數(shù)的傳感器實時監(jiān)測城市的動態(tài)變化，就像人的感知和神經(jīng)系統(tǒng)。

經(jīng)過專業(yè)人員測算，市區(qū)每平方公里需布設(shè)30萬個感知終端，才能滿足城市治理和安全保障需求。這些傳感器可以實現(xiàn)物理空間與數(shù)字平臺的精準對應，超越了傳統(tǒng)城市數(shù)字化管理的范疇，更側(cè)重打造實時數(shù)據(jù)交互與雙向互動。

在上海靜安區(qū)的南京西路商圈，上萬個智能井蓋，既是物理世界的應力傳感器，也是虛擬城市中實時演算的“量子比特”，其內(nèi)置應力傳感器0.02秒內(nèi)可預測管網(wǎng)故障的72種疊加態(tài)可能性。

靜安公園智能長椅搭載量子壓力傳感器，可探測使用者的情緒變化。當焦慮指數(shù)超越閾值，次聲波發(fā)生器觸發(fā)量子相干調(diào)控，使腦電波趨于穩(wěn)定。黃浦江沿岸的燈光藝術(shù)裝置，則通過量子隨機數(shù)生成器，將人流密度與天氣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為色彩情緒圖譜。

外灘SOHO的智能幕墻展現(xiàn)量子世界的波粒二象性。其32000塊光伏玻璃既是發(fā)電單元，也是分布式量子計算節(jié)點，構(gòu)成分布式能源網(wǎng)絡(luò)，表面納米涂層根據(jù)PM2.5濃度自主切換凈化空氣模式。

臨港立體交通樞紐正實踐“量子芝諾效應”，地下15層的自動駕駛隧道、地面磁懸浮軌道與空中無人機航道的垂直整合，創(chuàng)造了三軸延展的交通維度，AI調(diào)度系統(tǒng)實時動態(tài)平衡流量。

這些看似孤立的技術(shù)節(jié)點，實則是城市感知和神經(jīng)系統(tǒng)的具象化。在未來的城市建設(shè)和更新過程中，這些傳感器將成為新型城市基礎(chǔ)設(shè)施，為城市治理帶來一場升維革命。

走在城市的街頭巷尾，人們或許察覺不到“量子城市”的存在，但可以實實在在感受到城市生活變得更便捷、智能和安全。比如，馬路上的信號燈會根據(jù)路況為人們智能開啟一路綠燈；空氣質(zhì)量監(jiān)測可以精確到每一個街區(qū)；人流活動可以動態(tài)捕獲并智能預測；城市能提前預判諸如內(nèi)澇、氣候變化等風險，并提出化解方案。

當傳感系統(tǒng)與AI“大腦”，以及不斷迭代升級的場景應用，共同組成一個相互關(guān)聯(lián)、彼此賦能的完整技術(shù)生態(tài)，形成動態(tài)學習、自我強化的智能閉環(huán)，就會帶來一場真正的城市治理智慧革命，而我們現(xiàn)在就處在變革的前夜。

正如量子物理學家玻爾所言：“預測未來的最好方式是創(chuàng)造它。”從上海“量子城市”藍圖中，人們可以窺見未來城市的雛形。

（作者單位：浙江財經(jīng)大學新經(jīng)濟研究中心）