中國研究人員表示,他們利用一項革命性技術實現了創紀錄的資料流傳輸速度,這項技術可以幫助中國在全球下一代無線通訊(6G)競賽中領先。
根據研究人員的介紹,他們使用渦旋毫米波(一種自旋快速變化的超高頻無線電波)實現了在一秒鐘內將1TB資料傳輸1km以上的距離。
由清華大學航空航天工程學院張超教授領導的團隊週四在一份宣告中表示,上個月在北京冬奧會場館建立的實驗性無線通訊線路可以同時傳輸10000多個高畫質直播影片。張教授及其來自上海交通大學的合作者表示,該實驗表明,中國“在6G潛在關鍵技術的研究方面處於世界領先地位”。
不同於上個世紀無線電通訊中的任何技術,渦旋波為無線傳輸增加了一個新的維度。現有的移動裝置使用像池塘中漣漪一樣傳播的電磁波進行通訊。傳輸的資訊由這些波的“上下”來表示,從數學角度來看,這些波只有兩個維度。但是渦旋電磁波具有類似龍捲風一樣的三維形式,額外的資訊可以被編碼到這些波的旋轉或軌道角動量(OAM)中,從而大大增加通訊頻寬。
1909年,英國物理學家亨利波印廷首次報道了無線電波的旋轉勢,但利用它被證明是一件十分困難的事。20世紀90年代,歐洲的研究人員利用渦旋波進行了最早的通訊實驗。2020年,日本電報電話公司的一個團隊在10米內實現了200Gbps的速度。張和同事們說,他們的突破是建立在過去幾十年全球許多研究團隊的努力工作的基礎上的。
其中一個主要的挑戰是,自旋波的大小會隨著距離的增加而增大,訊號的減弱使得高速資料傳輸變得困難。針對這個問題,中國科研團隊製造了一種獨特的發射器,可以產生更集中的渦旋光束,使渦旋波以三種不同的模式旋轉,以攜帶更多的資訊,並開發了一種高效能的接收裝置,可以在瞬間接收和解碼大量資料。
一名在深圳研究6G技術的研究人員表示,該實驗可能是通訊技術“革命的開始”。他表示,在未來幾年,中國政府和電信行業將主要關注5G的大規模應用,因為現有的毫米波技術將隨著成本的降低而成熟。與此同時,6G的商業推廣預計將在2030年完成。
去年4月,美國和日本聯手宣佈了一項45億美元的6G投資計劃,以對抗中國在6G技術發展上的飛速進步。日經指數的調查和東京研究公司網路創意學院在去年9月一項調查發現,中國擁有全球 40% 以上的 6G 專利申請,其次是美國,佔 35%,日本(10%),歐洲(9%)和韓國(4%)。