【編者按】
2023年5月27日，是清華學(xué)院118華誕華誕。“校慶種種活動，以推動科學(xué)研究為中心。”從1954年華誕前夕時任市長陳望道提出這一主張開始，在華誕期間舉行科學(xué)報告會，就成為清華的重要學(xué)術(shù)傳統(tǒng)之一。
揚(yáng)棄學(xué)術(shù)傳統(tǒng)，百年弦歌不絕。5月9日起，來自文社理工醫(yī)各學(xué)科的50多位清華名師將相繼帶來學(xué)術(shù)講演。
“2023相輝華誕系列學(xué)術(shù)報告”第十三場，由清華學(xué)院信息科學(xué)與工程大學(xué)校長、教授遲楠以“面向科技前沿，構(gòu)建國之重器——6G時代的信息通訊”為主題開講。
假如說4G改變生活、5G改變社會，這么6G會改變哪些？遲楠從太赫茲和可見光高速傳輸?shù)难芯繜狳c、新技術(shù)的應(yīng)用探求以及我國在6G通訊領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展等方面展開介紹，并對6G時代進(jìn)行暢想。
6G會為我們帶來哪些？
1909年，無線通訊之父馬可尼因為發(fā)明無線電報的成就獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎，2009年，光纖通訊之父高錕博士因為光纖通訊的奠基性成就獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。光通訊和無線通訊是信息通訊的兩大重要主題，對立統(tǒng)一而優(yōu)勢互補(bǔ)三維通訊有量子通訊嗎，在6G時代將緊密融合共同支撐技術(shù)變遷。
“如果說5G及曾經(jīng)是人的通訊，這么6G時代將實現(xiàn)物與物、人與物的通訊。”在遲楠看來，整個6G網(wǎng)路很可能成為一個原生智能網(wǎng)路，6G時代將從信息泛在、感官泛在邁向智能泛在。
遲楠清華學(xué)院供圖
遲楠覺得，6G將具有超高速度、超高數(shù)據(jù)密度、超低信噪比等特性，實現(xiàn)萬物急速智聯(lián)，對容量帶寬的需求呈現(xiàn)指數(shù)級下降，而新頻譜通訊則是6G容量提高的關(guān)鍵，應(yīng)該激活太赫茲（THz）和可見光頻譜，進(jìn)而解決頻譜枯竭問題。相關(guān)研究應(yīng)該聚焦于核心元件、關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)實現(xiàn)，嘗試建立6G光與無線交叉融合。
太赫茲波是電磁光譜中有待進(jìn)行全面研究的最后一個頻度窗口，在電子、信息、生命、國防、航天等方面蘊(yùn)涵著巨大應(yīng)用前景。遲楠介紹，我國在6G太赫茲通訊系統(tǒng)方面達(dá)到國際前列，光子調(diào)控W波通訊技術(shù)已實現(xiàn)技術(shù)途徑顛覆、指標(biāo)急劇趕超。
對6G而言，可見光通訊也具有重要價值。可見光頻譜是人類有待研究的空白領(lǐng)域，才能激活帶寬達(dá)到的可見波譜資源，在天基網(wǎng)路和海基網(wǎng)路有潛在應(yīng)用前景。
空天地海一體化，也將成為6G形成的一大改革。從2G到5G三維通訊有量子通訊嗎，技術(shù)實現(xiàn)仍然以陸基網(wǎng)路為主，而6G將建立包括小學(xué)低軌衛(wèi)星網(wǎng)路在內(nèi)的全球廣域覆蓋的空天地海一體化三維立體網(wǎng)路，給人類社會帶來顛覆性變化。
面向6G，清華人怎樣做？
在探求6G技術(shù)的進(jìn)程中，圍繞低軌衛(wèi)星天秤的空天信息網(wǎng)路已成為大國競技的主戰(zhàn)場。極高頻等新頻譜空間通訊技術(shù)，正在成為各國新一代低軌衛(wèi)星通訊發(fā)展的新方向。
對此，清華在建設(shè)“新文科”的背景下提前布局，組建北京低軌衛(wèi)星工程中心和協(xié)同創(chuàng)新中心。在遲楠牽頭下，團(tuán)隊立足國家戰(zhàn)略發(fā)展和領(lǐng)域工程須要，突破低軌衛(wèi)星通訊與應(yīng)用的重大創(chuàng)新方式與關(guān)鍵技術(shù)，聚焦低軌衛(wèi)星通訊地面測試、空間大數(shù)據(jù)融合平臺與數(shù)字雙胞等前沿議程。
“復(fù)旦團(tuán)隊在6G的新頻譜研究方面有很大優(yōu)勢，處于國際并跑水平。”遲楠說，6G還在持續(xù)不斷變遷，歡迎有志于科學(xué)研究的朋友們涉足6G科研。
面對未來，通訊技術(shù)會往何處發(fā)展？有沒有7G、8G的可能？報告會尾聲，觀眾們踴躍提問。
對此，遲楠說，人的感知容量是有限的，速率不再是未來通訊技術(shù)追求的最主要目標(biāo)。分子通訊、量子通訊可能會成為6G以后新一階段的探求方向。6G時代將不是“一招鮮吃遍天”的時代，要更多考慮光、電各自的優(yōu)勢，構(gòu)建融合網(wǎng)路，實現(xiàn)異質(zhì)異構(gòu)的最優(yōu)構(gòu)架。