信息論之父克勞德 · 香農(nóng)。
后香農(nóng)時(shí)代的通信技術(shù)會(huì)如何發(fā)展?又有哪些值得業(yè)界關(guān)注的數(shù)學(xué)問(wèn)題呢?在上月底結(jié)束的長(zhǎng)沙「數(shù)學(xué)促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇」上,華為董事、戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)徐文偉拋出了后香農(nóng)時(shí)代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的了十大挑戰(zhàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題。
提到香農(nóng)定理,通信領(lǐng)域的小伙伴應(yīng)該是非常熟悉的了,可稱得上是該領(lǐng)域的「金科玉律」。1948 年,香農(nóng)博士在《通信的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了這一著名的定理。此后,香農(nóng)定理成為現(xiàn)代信息論的基礎(chǔ)理論,在通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并為今天通信的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
70 多年過(guò)去了,通信行業(yè)的發(fā)展依然離不開基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論的支撐。各大科技公司也紛紛采取自己的方式積極推動(dòng)數(shù)學(xué)的發(fā)展和吸引數(shù)學(xué)人才,比如阿里巴巴舉辦的年度全球數(shù)學(xué)競(jìng)賽等。
華為也不例外。在全球化戰(zhàn)略發(fā)展中,華為也充分彰顯出了其對(duì)數(shù)學(xué)的重視。華為先后在俄羅斯和法國(guó)設(shè)立了數(shù)學(xué)研究所,旨在加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,特別是數(shù)學(xué)算法方面的研究。這些舉措為華為的技術(shù)發(fā)展提供持續(xù)不斷的理論源泉。
同樣,在國(guó)內(nèi),華為與眾多的數(shù)學(xué)領(lǐng)軍專家開展了深度合作。華為與張平文院士、徐宗本院士、李安民院士都建立了數(shù)學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,并且與高校和科研機(jī)構(gòu)有大量合作課題。
據(jù)華為心聲社區(qū)報(bào)道,不久前,在湖南長(zhǎng)沙由中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)舉辦的「數(shù)學(xué)促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇」上,華為董事、戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)徐文偉做了主題為「后香農(nóng)時(shí)代,數(shù)學(xué)決定未來(lái)發(fā)展的邊界」的演講,其中談到了華為對(duì)數(shù)學(xué)的重視,并提出了后香農(nóng)時(shí)代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的了十大挑戰(zhàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題。
智能社會(huì)、5G 與香農(nóng)極限
徐文偉在演講中說(shuō)道,基于七十多年前的香農(nóng)定理,信息產(chǎn)業(yè)才有了五十多年的高速發(fā)展,并發(fā)明了一代又一代的通信產(chǎn)品。在未來(lái)二三十年里,人類社會(huì)將進(jìn)入萬(wàn)物感知、萬(wàn)物互聯(lián)和萬(wàn)物智能的智能社會(huì),并由此催生新的新的工作、生產(chǎn)和生活模式,這些都與七十年前香農(nóng)時(shí)代發(fā)生了根本性的變化。
與此同時(shí),隨著社會(huì)進(jìn)入 5G 時(shí)代,幾乎達(dá)到了香農(nóng)定理的極限。可以說(shuō),當(dāng)前的創(chuàng)新主要是把幾十年前的理論成果通過(guò)技術(shù)和工程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
何謂香農(nóng)極限?這是通信信道容量在理論上的一個(gè)極限值。我們可以先來(lái)看下香農(nóng)第二定律,它表示信道中的極限信息傳輸率和信道能力,被奉為現(xiàn)代通信的「金科玉律」,公式表示如下:
其中 B 表示信道帶寬,S/N 表示信噪比,它們成為了決定網(wǎng)速上限的兩個(gè)基本因素。
根據(jù)這一公式,在相同信噪比的情況下,增加信道帶寬成為決定 5G 網(wǎng)速的主要因素。對(duì)于這種提升信道帶寬的方式,有些業(yè)內(nèi)專家稱「5G 之后再無(wú) G」,這意味著,未來(lái)通信的發(fā)展只剩下量的擴(kuò)增,并無(wú)實(shí)質(zhì)的技術(shù)進(jìn)步。
此外,徐文偉還表示,隨著智能社會(huì)的到來(lái),通信場(chǎng)景由以往的人與人通信為主向人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器通信為主轉(zhuǎn)換,并相應(yīng)地出現(xiàn)人與人通信主導(dǎo)的時(shí)代沒(méi)有考慮到的場(chǎng)景和問(wèn)題。
這些新場(chǎng)景、新問(wèn)題和新挑戰(zhàn),我們可以稱進(jìn)入了后香農(nóng)時(shí)代。在后香農(nóng)時(shí)代,不僅需要理論的突破和工程技術(shù)的發(fā)明,更需要數(shù)學(xué)家們發(fā)揮核心作用。
所以,華為發(fā)布了后香農(nóng)時(shí)代面向數(shù)學(xué)的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題,包括利用更少的計(jì)算和存儲(chǔ)資源獲得更高的性能、需要暴力計(jì)算的場(chǎng)景以及采用數(shù)學(xué)算法和軟件優(yōu)化等減少資源消耗等等業(yè)界難題。
十大數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)問(wèn)題
挑戰(zhàn)問(wèn)題 1:有損壓縮的極限問(wèn)題(語(yǔ)義信息論)。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 2:突破信源編碼理論,挑戰(zhàn)無(wú)損信源壓縮極限。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 3:網(wǎng)絡(luò)基本業(yè)務(wù)模型問(wèn)題。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 4:Massive MIMO 容量域。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 5:非線性信道補(bǔ)償問(wèn)題。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 6:大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)控制問(wèn)題。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 7:反問(wèn)題高精度快速求解。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 8:高性能的糾錯(cuò)碼 - 代數(shù)幾何(AG)碼。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 9:DNN 的可解釋性。
挑戰(zhàn)問(wèn)題 10:網(wǎng)絡(luò)級(jí)流量矩陣近似計(jì)算。
最后,向機(jī)器之心的讀者們發(fā)問(wèn)一句,這些問(wèn)題你怎么看?
參考鏈接:
https://mp.weixin.qq.com/s/IfpE-Ynfui4KqO8WynLing
https://www.cnbeta.com/articles/tech/1026255.htm
http://hebei.news.163.com/20/0519/19/FD0UFS8D04159CDF.html
http://www.kepuchina.cn/tech/info/201906/t20190626_1071991.shtml
來(lái)源:機(jī)器之心
1、本文只代表作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表本站觀點(diǎn),僅供大家學(xué)習(xí)參考;
2、本站屬于非營(yíng)利性網(wǎng)站,如涉及版權(quán)和名譽(yù)問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)與本站聯(lián)系,我們將及時(shí)做相應(yīng)處理;
3、歡迎各位網(wǎng)友光臨閱覽,文明上網(wǎng),依法守規(guī),IP可查。
作者 相關(guān)信息
杜偉:后香農(nóng)時(shí)代,華為提出10大數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)問(wèn)題
2020-09-11內(nèi)容 相關(guān)信息
杜偉:后香農(nóng)時(shí)代,華為提出10大數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)問(wèn)題
2020-09-11華為搶食另一個(gè)“萬(wàn)億市場(chǎng)”,加碼C、B兩端!
2019-09-21? 昆侖專題 ?
? 高端精神 ?
? 新征程 新任務(wù) 新前景 ?
? 國(guó)資國(guó)企改革 ?
? 雄安新區(qū)建設(shè) ?
? 黨要管黨 從嚴(yán)治黨 ?
? 社會(huì)調(diào)查 ?
圖片新聞