中國研究人員表示，他們利用一項革命性技術實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的數(shù)據(jù)流傳輸速度，這項技術可以幫助中國在全球下一代無線通信(6G)競賽中領先。

圖源：Shutterstock

根據(jù)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(xiàn)了在一秒鐘內(nèi)將1TB數(shù)據(jù)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周四在一份聲明中表示，上個月在北京冬奧會場館建立的實驗性無線通信線路可以同時傳輸10000多個高清直播視頻。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于世界領先地位”。

圖源：清華大學

不同于上個世紀無線電通信中的任何技術，渦旋波為無線傳輸增加了一個新的維度?，F(xiàn)有的移動設備使用像池塘中漣漪一樣傳播的電磁波進行通信。傳輸?shù)男畔⒂蛇@些波的“上下”來表示，從數(shù)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卷風一樣的三維形式，額外的信息可以被編碼到這些波的旋轉(zhuǎn)或軌道角動量(OAM)中，從而大大增加通信帶寬。

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(zhuǎn)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信實驗。2020年，日本電報電話公司的一個團隊在10米內(nèi)實現(xiàn)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(zhàn)是，自旋波的大小會隨著距離的增加而增大，信號的減弱使得高速數(shù)據(jù)傳輸變得困難。針對這個問題，中國科研團隊制造了一種獨特的發(fā)射器，可以產(chǎn)生更集中的渦旋光束，使渦旋波以三種不同的模式旋轉(zhuǎn)，以攜帶更多的信息，并開發(fā)了一種高性能的接收設備，可以在瞬間接收和解碼大量數(shù)據(jù)。

圖源：清華大學

一名在深圳研究6G技術的研究人員表示，該實驗可能是通信技術“革命的開始”。他表示，在未來幾年，中國政府和電信行業(yè)將主要關注5G的大規(guī)模應用，因為現(xiàn)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(yè)推廣預計將在2030年完成。

去年4月，美國和日本聯(lián)手宣布了一項45億美元的6G投資計劃，以對抗中國在6G技術發(fā)展上的飛速進步。日經(jīng)指數(shù)的調(diào)查和東京研究公司網(wǎng)絡創(chuàng)意學院在去年9月一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國擁有全球 40% 以上的 6G 專利申請，其次是美國，占 35%，日本(10%)，歐洲(9%)和韓國(4%)。