“量子城市”，AI赋能城市治理新路径

中央城市工作会议把“着力建设便捷高效的智慧城市”，列为城市工作七个方面的重点任务之一，明确提出要“创新城市治理的理念、模式、手段”。

作为国内数字化治理先驱，上海一直积极探寻城市治理模式和手段创新。2024年，上海首次披露“量子城市”概念。今年7月，上海市出台《上海城市空间治理领域人工智能应用暨量子城市空间智能建设实施方案（2026—2027年）》，标志着这一充满前沿科技色彩的概念，从理念设想走向政策实践。

当前全球AI浪潮奔涌而来，正以前所未有的速度重塑世界。以“量子城市”为切入点，上海全面推动人工智能与城市治理深度融合，探索AI赋能超大城市现代化治理的新路径。

从被动“管理”迈向智能“治理”

城市治理创新，AI是破题关键。特别是对于上海这样的超大城市来说，“规模”与“复杂”叠加，治理难度呈指数级上升，依靠传统的管理模式难以应对，亟须借助新技术手段实现治理升级。

近年来，物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术加速发展，被广泛应用到城市治理各领域，智慧城市建设成效显著。“量子城市”是智慧城市建设的最新探索。

所谓“量子城市”，是借鉴量子理论有关概念，利用AI空间智能大模型等新一代信息技术，对现实世界进行数字复刻，实现两者的互联感应、虚实相生，通过数字城市监测现实运行状况，及时发现问题、推演发展规律，实现治理提升。

与传统智慧城市概念有所不同，“量子城市”侧重城市空间的数字化，可以理解为对城镇、郊野、海洋等城市全域空间的复刻。通过多维数据实现城市状态的数字化呈现，并借助人工智能进行仿真推演，最终将优化和改造的方案反馈到现实城市建设治理中。

比如在传统规划里，商场数量是按照区域内的人口数量来配置的。但如果线上消费爆发式增长，如何避免商场过剩？未来可借助城市空间大模型，及时分析区域人口特性，就能精准地确认区域需求，减少或优化商场配置，把空间资源用于满足更迫切的需求。

目前，新加坡、东京、伦敦、巴黎等世界顶级城市，都在这一领域进行探索。对于超大城市来说，这是必不可缺的治理工具，代表未来城市治理方向。

“量子城市”包含两大核心技术基础，数字孪生技术和人工智能大模型平台。数字孪生技术是通过三维建模和仿真推演，创建出与现实城市对应的虚拟城市。这种技术使得政府部门可以在虚拟环境中进行各种模拟实验，预测并优化城市的发展策略。

与此同时，引入AI大模型平台，整合来自不同传感器的数据，通过大数据分析和机器学习算法，实时控制和分析城市运行数据，提出精准的城市管理和应急响应方案。

对城市治理来说，“量子城市”可以实现三大变革。

一是尺度变革。量子是一个物理量不可分割的最小单位。“量子城市”意味着对城市的理解和管理，将深入到更小、更精细的尺度。

上海“量子城市”实施方案中，提出“以建筑的‘间’和基础设施的‘段’为最小空间单元”，并将其界定为“米料”，以之对应人工智能大模型的“语料”。“米料”作为空间治理的基础语料和三维立体空间最小单元，可用于训练空间智能大模型，比传统规划体系缩小了2～3个数量级，对城市精细化治理来说无疑是一场革命。

二是敏捷提升。敏捷性是智慧城市的重要要求，要求城市治理体系能够对实时变化作出快速响应。由于城市中人的需求和各类活动是高度变化和不确定性的，这与微观粒子的特性具有相似性。在这种情况下，越精细反应速度越慢，精细和敏捷似乎是一对矛盾体。而“量子城市”能够借助先进的感知技术和模型算法，实现对城市各要素之间实时互动的精准监测与分析，从而快速调整治理策略，更好地回应市民、企业需求。

三是范式革命。传统城市治理多为被动式响应，问题发生了再应对治理，或者基于经验和简单参数分析进行预判。而在新范式下，通过数字孪生技术和AI大模型，能够对城市发展进行精准模拟和动态推演，为城市治理决策提供更科学的依据。从被动的“管理”迈向智能化“治理”，这是量子城市建设的重要目标。

总体上看，“量子城市”从空间智能的角度，提供了一个城市空间治理整体的、系统性的方案，为智慧城市建设提供了新的思路和框架。

庞大的系统工程

2024年3月，上海市成立了由市规划资源局牵头的量子城市空间智能创新工作组，联合多领域、多专业精锐力量，与清华大学、同济大学、商汤、库帕思、阿里云等60余家行业龙头单位，组建开放联创工作营，采用“众创分享、开放研讨、循光而进、集成共进”的志愿工作模式，共同探索城市空间智能治理路径。

城市空间智能是全新领域，也是一个庞大的系统工程。其中，核心技术攻关是关键。2024年12月，“上海量子城市时空智能创新重点实验室”揭牌。2025年4月，30支尖兵团、百余名技术力量齐聚复兴岛，启动时空智能大模型百日攻坚行动；6月，“型域智城”业务创新工作营成立，30名青年技术骨干集中攻关空间营造集成法则和核心算法；7月，在世界人工智能大会量子城市专题论坛上，系列核心成果重磅发布，展现了上海城市治理创新的“加速度”。

构建新的空间法则和空间计算元规则是基础。在传统规划中，容积率等指标构成了城市空间的强联系规则。但在量子城市的语境下，需要对这些规则进行重新梳理和整合，构建一套新的元规则体系，涵盖时空基准、空间类型、空间单元、空间编码等多方面的定义。这些法则如同城市运行的“基本法”，为后续的平台建设和应用提供基础。

建设城市空间治理大模型和新的空间治理操作系统是核心任务。空间是城市的基础资源和运行载体，各方面要素和功能都要在这样一个平台上运行。为此，需要打造一个全新的城市空间操作系统，为各类应用场景提供基础的运行环境。

今年7月，上海发布了首个三维时空治理模型——云宇星空大模型。首批启动的28个业务率先上线，涵盖城市治理、低空经济、城市安全等场景。

比如在商务楼宇单元方面，以间层楼为空间单位，挂载区域条件、建筑情况、商务服务、社会贡献与经济效益等24项指标，包括楼龄、空置率、租金等监测指标，为监管部门和企业提供数据支持和决策依据。当楼宇老化、空置率过高时，系统就会发出预警提示。

又如在低空运输方面，可以利用云宇星空大模型统筹低空空域利用，挖掘未来城市可拓展的空域价值，建立未来城市治理的低空视角，谋划未来城市繁荣的空中走廊。

实现广泛的场景应用和开放共享的治理生态是重要目标。基于云宇星空行业基座大模型和共享的数据资源，政府、企业、居民等各类主体能够开发各种垂类应用场景，共同参与城市治理，形成一个开放创新的空间治理生态，从而实现城市治理持续升级。

未来城市治理的升维革命

“量子城市”最重要的基础设施是各类智能传感器。虚拟世界不会凭空诞生，而是需要无数的传感器实时监测城市的动态变化，就像人的感知和神经系统。

经过专业人员测算，市区每平方公里需布设30万个感知终端，才能满足城市治理和安全保障需求。这些传感器可以实现物理空间与数字平台的精准对应，超越了传统城市数字化管理的范畴，更侧重打造实时数据交互与双向互动。

在上海静安区的南京西路商圈，上万个智能井盖，既是物理世界的应力传感器，也是虚拟城市中实时演算的“量子比特”，其内置应力传感器0.02秒内可预测管网故障的72种叠加态可能性。

静安公园智能长椅搭载量子压力传感器，可探测使用者的情绪变化。当焦虑指数超越阈值，次声波发生器触发量子相干调控，使脑电波趋于稳定。黄浦江沿岸的灯光艺术装置，则通过量子随机数生成器，将人流密度与天气数据转化为色彩情绪图谱。

外滩SOHO的智能幕墙展现量子世界的波粒二象性。其32000块光伏玻璃既是发电单元，也是分布式量子计算节点，构成分布式能源网络，表面纳米涂层根据PM2.5浓度自主切换净化空气模式。

临港立体交通枢纽正实践“量子芝诺效应”，地下15层的自动驾驶隧道、地面磁悬浮轨道与空中无人机航道的垂直整合，创造了三轴延展的交通维度，AI调度系统实时动态平衡流量。

这些看似孤立的技术节点，实则是城市感知和神经系统的具象化。在未来的城市建设和更新过程中，这些传感器将成为新型城市基础设施，为城市治理带来一场升维革命。

走在城市的街头巷尾，人们或许察觉不到“量子城市”的存在，但可以实实在在感受到城市生活变得更便捷、智能和安全。比如，马路上的信号灯会根据路况为人们智能开启一路绿灯；空气质量监测可以精确到每一个街区；人流活动可以动态捕获并智能预测；城市能提前预判诸如内涝、气候变化等风险，并提出化解方案。

当传感系统与AI“大脑”，以及不断迭代升级的场景应用，共同组成一个相互关联、彼此赋能的完整技术生态，形成动态学习、自我强化的智能闭环，就会带来一场真正的城市治理智慧革命，而我们现在就处在变革的前夜。

正如量子物理学家玻尔所言：“预测未来的最好方式是创造它。”从上海“量子城市”蓝图中，人们可以窥见未来城市的雏形。

（作者单位：浙江财经大学新经济研究中心）