後香農時代華為提出10大數學問題_風聞

熊猫儿-2020-09-08 22:59

2020-09-08

學過通訊的網友應該知道香農定律，這是通訊領域的金科玉律，我們現在使用的移動通訊技術都離不開它的指導。70多年去了，還有什麼數學定律能夠給通訊行業帶來變革呢？

日前華為董事、戰略研究院院長徐文偉在長沙由中國工業與應用數學學會舉辦的“數學促進企業創新發展論壇”上的發言，談到了華為對數學的重視，並拋出了十大數學問題。

後香農時代，數學決定未來發展的邊界

尊敬的各位領導、各位數學家，女士們，先生們，大家上午好！

非常感謝張平文院士的邀請，很榮幸參加會議，與在座的各位院士、數學家探討應用數學的相關話題。過去20多年，數學在提升華為產品競爭力方面起了極大作用，我們非常願意與大家分享華為如何把工程問題轉變為數學問題的經驗，同時我們也將在本次大會，發佈信息產業面臨的十大挑戰問題，張榜求賢，希望與數學家們攻克難題。

我們正處於交叉科學及新技術爆發的前夜，在未來二三十年裏，人類社會將進入智能社會，智能社會有三個特徵，萬物感知、萬物互聯、萬物智能。在智能社會，萬物可感，感知物理世界，並轉變為數字信號；網絡聯接萬物，將所有數據實現在線聯接；基於大數據和人工智能的應用將實現萬物智能。這些新的工作、生產模式、生活方式，與70年前香農時代發生了根本性的變化。

當初香農需要解決的是，面向人與人的可靠通信問題。香農信息論基於離散無記憶傳輸的假設，實現了點對點可靠傳輸；通過信源編碼壓縮數據且保證網絡傳輸的內容解碼後可以讓人理解，通過信道編碼保證傳輸的內容不會出錯。基於70年前香農發佈的這個定理，信息產業有了超過50年的高速發展，發明了一代又一代的通信產品。

但是，我們一路走到現在的5G時代，幾乎達到了香農定理的極限。同樣馮諾依曼架構等，也都是幾十年前提出的。可以説，當前的創新主要是把幾十年前的理論成果，通過技術和工程來實現。

隨着智能社會的到來，通信的場景發生了根本變化，也更加多樣化。過去是以人與人通信為主，模式為點對點可靠傳輸，現在是以人與機器、機器與機器通信為主，模式為點對多點、多點對多點。那麼，人與機器的通信，是否可以更好地滿足人的認知要求；機器與機器的通信，是否可以不考慮人對內容的理解，探索高層次的語義問題；這些都是人與人通信主導的時代沒有考慮到的場景和問題。

這些新場景，新問題，新挑戰，我們可以稱之為進入了後香農時代。在後香農時代，需要理論的突破和工程技術的發明，更需要數學家們發揮核心作用。

去年，華為提出了創新2.0。創新2.0的核心是基於願景和假設的基礎理論突破和基礎技術的發明，解決從0到1的問題。而理論突破和基礎技術的發明，來源於數學、物理、化學等學科的基礎研究，而數學是基礎之基礎。

華為公司一直非常重視數學，目前已經有700多位數學博士。早在1998年，華為在俄羅斯成立了第一個數學研究所。2016年10月在巴黎成立了第二個數學研究所。華為吸引了很多數學家，成果豐碩。例如，2008年，華為專家與俄羅斯數學家一起，用非線性數學多維空間逆函數，解決了GSM多載波干擾問題，當時攻克了2G、3G基站合一的難題，現在實現了2G、3G、4G、5G基站融合，基站功耗降低50%，集成度大大提升，幫助華為無線一舉在歐洲和全球取得領先，數學家真是功不可滅。

同樣，在國內，華為與眾多的數學領軍專家開展了深度的合作，例如，華為與張平文院士、徐宗本院士、李安民院士都建立了數學聯合實驗室；同時，還有與高校和研究機構有大量合作課題，如我們與中國科學院馬志明院士、天津大學陳永川院士等。華為希望與學術界及研究機構一起，深入合作，共同推進基礎研究的工作：工業界的參與，一方面可以加快科學家研究成果的商業落地，另一方面，工業界分享的客户需求，行業挑戰和世界級難題，對研究方向是極大的牽引作用，是雙向的能量交換和增益過程，我們將持續加大與數學家的合作。

展望未來，我們希望與各位數學家們一起努力，實現四個目標：

第一，超越身體限制，提升感知能力，比如更好的拍照技術；

第二，超越生物智慧，發展新型計算，比如更好的人工智能；

第三，跨越空間障礙，實現身臨其境，比如真人級全息通信；

第四，拓展認知極限，開發介觀器件，比如原子設計與組裝。

此次數學與企業創新發展論壇，為我們提供了一個很好的交流分享平台！下午的華為專場報告中，我們將發佈後香農時代，面向數學的十大挑戰問題，包括利用更少的資源（計算資源和存儲資源等），獲得更高的性能，需要暴力計算的場景，採用數學算法和軟件優化等，減少資源消耗等等業界難題。

後香農時代，數學作為基礎的基礎，將決定未來發展的邊界，數學家越努力，成果越卓著，我們的邊界將會越來越延展，直到趨向無限！

讓我們攜手前行！謝謝大家。

後香農時代，信息產業面向數學的十大挑戰問題