中國移動(dòng)研究院院長(cháng)黃宇紅在演講中表示，信息通信技術(shù)發(fā)展日新月異，跨領(lǐng)域、跨學(xué)科融合已成為新常態(tài);CT/IT/DT/OT正加速深度融合，跨生物材料和能源等領(lǐng)域的泛信息技術(shù)發(fā)展趨勢已經(jīng)顯現。為此中國移動(dòng)從基礎科學(xué)、支撐保障、關(guān)鍵使能、基礎設施和商業(yè)模式全面梳理和遴選了影響未來(lái)信息通信發(fā)展的十大跨界創(chuàng )新方向，希望助力各界開(kāi)展原創(chuàng )性、引領(lǐng)性技術(shù)研究，以滿(mǎn)足未來(lái)高性能、低成本綠色發(fā)展需要。

　　一是新感知。感知技術(shù)是數字化的數據底座，呈現出多技術(shù)融合、異質(zhì)異構集成、微能源化發(fā)展趨勢。具體而言，通信感知一體化技術(shù)通過(guò)共享頻譜和硬件資源可同步實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信和感知功能，但面臨一體化理論、信號處理與硬件設計挑戰;無(wú)源傳感技術(shù)以振動(dòng)、溫度、光照及通信信號等環(huán)境微能量采集作為能量來(lái)源，實(shí)現傳感器無(wú)源化，但面臨能量轉換效率低、低壓儲能和材料等挑戰;智能微系統通過(guò)三維異質(zhì)異構集成實(shí)現通、感、存、算、測多功能微系統化，但面臨高集成度、模塊間耦合協(xié)同以及魯棒性和可靠性問(wèn)題;智能感知技術(shù)具備語(yǔ)義理解和協(xié)同學(xué)習、決策和執行能力，但面臨小樣本學(xué)習、用戶(hù)需求學(xué)習和上下文關(guān)聯(lián)學(xué)習的挑戰;數字孿生人系統通過(guò)對人體體征、情感與意識感知，實(shí)現對人體狀態(tài)的診斷與預測，但面臨分子通信、孿生體建模、隱私計算等關(guān)鍵技術(shù)挑戰。

　　二是新終端。未來(lái)新終端將具備生物友好和低功耗等性能，具體包括柔性終端和全息終端。柔性終端采用柔性電子器件制作技術(shù)，可實(shí)現柔性顯示器、有機發(fā)光二極管、印刷RFID、薄膜太陽(yáng)能電池板和電子皮膚等，但面臨力學(xué)和電子封裝兩大挑戰;全息終端利用全息顯示能力，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多維度為用戶(hù)提供沉浸式體驗，涉及動(dòng)態(tài)計算、三維顯示、光學(xué)加密、壓縮編碼等技術(shù)，對保持交互的自然度、真實(shí)感、沉浸感和同步性有較大的挑戰，需要高效的編解碼壓縮處理，超高帶寬、超低時(shí)延、云邊端融合算力，以及高同步性和強安全性等技術(shù)保障。

　　三是新算力。日益增長(cháng)的信息處理需求催生計算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)大變局，計算體系呈現多樣化、多路線(xiàn)并存演進(jìn)趨勢，非經(jīng)典計算逐步從理論走向實(shí)踐。其中量子計算具有并行計算優(yōu)越性，在量子仿真模擬、量子優(yōu)化、量子云計算和量子增強AI等方面得到試點(diǎn)應用，但面臨量子計算機小型化、集成化和規模化以及算法普適化等挑戰，距離廣泛應用尚有差距;光計算是一種旨在實(shí)現全光運算的系統，包括光學(xué)處理器、光學(xué)數據傳輸接收器、光學(xué)存儲器，具有顯著(zhù)低功耗、大互聯(lián)優(yōu)勢，但面臨光學(xué)器件與材料成熟度挑戰;存算一體技術(shù)將計算與存儲融為一體，能有效克服“存儲墻”和“功耗墻”問(wèn)題，在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域極具應用潛力，但如何從通用化存算一體架構、憶阻器存算一體芯片、軟件工具鏈等方面進(jìn)行系統性研發(fā)，實(shí)現存算一體芯片的工程化和產(chǎn)業(yè)化，是當前面臨的重要挑戰。

　　四是新安全。傳統補丁式、外掛式的安全防御體系亟待升級，實(shí)現從網(wǎng)絡(luò )安全到安全網(wǎng)絡(luò )的變革。其中量子安全通信基于量子不可克隆、量子糾纏等量子效應，可實(shí)現量子密鑰分發(fā)，利用無(wú)線(xiàn)信道的密鑰傳輸能夠解決量子密鑰最后一公里的傳輸難題;可信內生安全體系將網(wǎng)絡(luò )風(fēng)險的不確定性向安全信任的確定性轉變，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )信任關(guān)系的建立、傳輸和評估，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )被動(dòng)防護向主動(dòng)自免疫演進(jìn)，滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )行為可預期、強管理、多場(chǎng)景、差異化的安全需求，但面臨零信任安全理念以及DICT深度融合的安全架構設計挑戰;基于生物和設備特征的統一身份認證技術(shù)，多生物特征融合識別、多認證因素結合、持續評估及認證等智能認證有待技術(shù)攻關(guān)。

　　五是新低碳。信息處理需求的增長(cháng)為“雙碳”目標實(shí)現帶來(lái)壓力，需要尋求節能降碳新突破。首先要實(shí)現零瓦特@零比特目標，目前產(chǎn)業(yè)在攻關(guān)很多新技術(shù)，包括開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光照明與通信、無(wú)線(xiàn)電產(chǎn)能等融合方案來(lái)提升能效，主要挑戰在于新材料成本、生產(chǎn)工藝和供應鏈的自主度等問(wèn)題。其次是大力開(kāi)發(fā)綠色新能源，但傳統的風(fēng)能、太陽(yáng)能面臨利用率低下和儲能的挑戰。業(yè)界一方面在研究新電池、新綠能，另一方面也在積極研究通信網(wǎng)與能源網(wǎng)融合建設和發(fā)展，破解儲能、輸能、用能等方面的難題。

　　六是新材料。更高頻段、更低能耗的信息通信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展，對新材料提出變革性需求。重點(diǎn)材料技術(shù)有納米打印天線(xiàn)、碳納米管和空心反諧振光纖。納米打印新天線(xiàn)材料，在柔性織物機體上按照天線(xiàn)結構打印納米導電顆粒或涂覆導電聚合物，實(shí)現柔性可穿戴通信系統，目前的挑戰是導電顆粒墨水成熟度較低，需要巨量的高分子納米復合材料輔助發(fā)展;碳納米管新芯片材料比硅基器件體積更小、韌性更高、導電性能更強、能耗更低，但還面臨大規模高純度制造與場(chǎng)效應晶體管制備等巨大挑戰;空心反諧振光纖新材料可降低光通信時(shí)延1/3.大幅提高光放大距離和光系統容量，但其導光機制、帶寬極限和損耗極限等基礎理論以及通信系統還不成熟，長(cháng)距離拉制和承攬工藝仍需突破。

　　七是新仿生。腦科學(xué)和材料學(xué)的發(fā)展為信息通信領(lǐng)域的仿生技術(shù)帶來(lái)新方向和新突破。一方面是類(lèi)腦計算，通過(guò)神經(jīng)脈沖在神經(jīng)元和突觸間的傳遞和流轉，類(lèi)腦計算在表征和處理信息時(shí)，比深度學(xué)習架構計算時(shí)間更短，更適合時(shí)空信息處理和挖掘，已在智能決策、機器人控制、計算神經(jīng)領(lǐng)域展現優(yōu)勢。該技術(shù)采用具有神經(jīng)形態(tài)的模擬電路，需要專(zhuān)門(mén)的芯片以及一系列基于神經(jīng)學(xué)的軟硬件支持，核心器件材料缺乏，實(shí)現復雜度極高。另一方面是DNA存儲，通過(guò)聚合酶鏈式反應來(lái)記錄或讀取DNA長(cháng)鏈各片段上堿基序列來(lái)存儲信息，可實(shí)現超高密度存儲，但也面臨讀取速率低、制作讀取成本高的挑戰。

　　八是新組網(wǎng)。現有網(wǎng)絡(luò )組織關(guān)系總體來(lái)說(shuō)是剛性的、封閉的，難以適應未來(lái)千行百業(yè)復雜場(chǎng)景高度定制等發(fā)展需要。未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò )將向開(kāi)放柔性積木式方向發(fā)展，即插即用，網(wǎng)絡(luò )終端以及不同功能體能夠快速加入，形成魯棒泛在的連接;積木式服務(wù)化網(wǎng)絡(luò )功能，可按照需要激活組合、編排配置，以“網(wǎng)絡(luò )之網(wǎng)絡(luò )”方式為多元化應用網(wǎng)絡(luò )模態(tài)提供計算、存儲、連接、交換等更加豐富的自定義基線(xiàn)技術(shù)及資源，實(shí)現應用網(wǎng)絡(luò )與網(wǎng)絡(luò )資源分離的新范式升級。這些組網(wǎng)新技術(shù)發(fā)展面臨的主要挑戰是，需要打破傳統相對封閉的研發(fā)模式，更多采用模塊化、開(kāi)放化、標準化的發(fā)展方式。

　　九是新設施。信息基礎設施與傳統基礎設施協(xié)同建設融合發(fā)展已成新趨勢，重點(diǎn)包括一通信與市政公用基礎設施融合，將通信網(wǎng)與路、燈、水、電、燃氣管網(wǎng)以及交通網(wǎng)等基礎設施相融合，促進(jìn)智慧城市升級;二通信與樓宇基礎設施融合，采用新材料、新工藝、新技術(shù)，將通信與建筑一體融合，比如實(shí)現LED燈照明通信、天線(xiàn)玻璃一體化的透明天線(xiàn)和建筑物表面的智能超表面，助力信號優(yōu)化。打造智能建筑新基礎設施融合發(fā)展，需要新技術(shù)、新政策、新模式、新業(yè)態(tài)的全面創(chuàng )新。

　　十是新范式。未來(lái)信息通信將涉及更多跨界領(lǐng)域和交叉學(xué)科，新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式不斷涌現：產(chǎn)業(yè)研發(fā)新范式，開(kāi)源社區可讓產(chǎn)業(yè)共享研發(fā)成果，對通信產(chǎn)業(yè)傳統基于標準的相對封閉的研發(fā)模式，既有沖擊又有支撐，二者的融合將催生新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，例如能力開(kāi)放與網(wǎng)絡(luò )眾籌;生態(tài)發(fā)展新態(tài)勢，微服務(wù)架構的采用和云化的普及，將有效助力軟硬件解耦和軟件功能的細分，更多的開(kāi)發(fā)者可以參與其中，改變原有封閉研發(fā)的電信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展模式;信息服務(wù)新范式，未來(lái)網(wǎng)絡(luò )不再是只提供連接這一功能，而是可以連接、算力、能力一體共生，通過(guò)能力開(kāi)放，實(shí)現面向客戶(hù)需求的一體化任務(wù)式服務(wù)。上述新范式的實(shí)現也存在很大挑戰，將對現有的商業(yè)模式、運營(yíng)模式產(chǎn)生很大變革，雖然趨勢已經(jīng)形成，仍需共同努力逐步實(shí)現。

　　對于上述十大方向，中國移動(dòng)編寫(xiě)并發(fā)布《影響未來(lái)信息通信發(fā)展的十大跨界創(chuàng )新方向》白皮書(shū)，以推動(dòng)不同領(lǐng)域學(xué)術(shù)界、不同行業(yè)產(chǎn)業(yè)界對跨界融合創(chuàng )新的關(guān)注與思考。黃宇紅表示，中國移動(dòng)希望與學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界協(xié)力攻關(guān)，推動(dòng)信息通信產(chǎn)業(yè)持續健康跨越式發(fā)展。