中國(guó)研究人員表示，他們利用一項(xiàng)革命性技術(shù)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)據(jù)流傳輸速度，這項(xiàng)技術(shù)可以幫助中國(guó)在全球下一代無(wú)線通信(6G)競(jìng)賽中領(lǐng)先。

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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(wú)線電波)實(shí)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(xué)航空航天工程學(xué)院張超教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)周四在一份聲明中表示，上個(gè)月在北京冬奧會(huì)場(chǎng)館建立的實(shí)驗(yàn)性無(wú)線通信線路可以同時(shí)傳輸10000多個(gè)高清直播視頻。張教授及其來(lái)自上海交通大學(xué)的合作者表示，該實(shí)驗(yàn)表明，中國(guó)“在6G潛在關(guān)鍵技術(shù)的研究方面處于世界領(lǐng)先地位”。

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不同于上個(gè)世紀(jì)無(wú)線電通信中的任何技術(shù)，渦旋波為無(wú)線傳輸增加了一個(gè)新的維度。現(xiàn)有的移動(dòng)設(shè)備使用像池塘中漣漪一樣傳播的電磁波進(jìn)行通信。傳輸?shù)男畔⒂蛇@些波的“上下”來(lái)表示，從數(shù)學(xué)角度來(lái)看，這些波只有兩個(gè)維度。但是渦旋電磁波具有類(lèi)似龍卷風(fēng)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(dòng)量(OAM)中，從而大大增加通信帶寬。

1909年，英國(guó)物理學(xué)家亨利波印廷首次報(bào)道了無(wú)線電波的旋轉(zhuǎn)勢(shì)，但利用它被證明是一件十分困難的事。20世紀(jì)90年代，歐洲的研究人員利用渦旋波進(jìn)行了最早的通信實(shí)驗(yàn)。2020年，日本電報(bào)電話公司的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在10米內(nèi)實(shí)現(xiàn)了200Gbps的速度。張和同事們說(shuō)，他們的突破是建立在過(guò)去幾十年全球許多研究團(tuán)隊(duì)的努力工作的基礎(chǔ)上的。

其中一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是，自旋波的大小會(huì)隨著距離的增加而增大，信號(hào)的減弱使得高速數(shù)據(jù)傳輸變得困難。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)制造了一種獨(dú)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(kāi)發(fā)了一種高性能的接收設(shè)備，可以在瞬間接收和解碼大量數(shù)據(jù)。

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一名在深圳研究6G技術(shù)的研究人員表示，該實(shí)驗(yàn)可能是通信技術(shù)“革命的開(kāi)始”。他表示，在未來(lái)幾年，中國(guó)政府和電信行業(yè)將主要關(guān)注5G的大規(guī)模應(yīng)用，因?yàn)楝F(xiàn)有的毫米波技術(shù)將隨著成本的降低而成熟。與此同時(shí)，6G的商業(yè)推廣預(yù)計(jì)將在2030年完成。

去年4月，美國(guó)和日本聯(lián)手宣布了一項(xiàng)45億美元的6G投資計(jì)劃，以對(duì)抗中國(guó)在6G技術(shù)發(fā)展上的飛速進(jìn)步。日經(jīng)指數(shù)的調(diào)查和東京研究公司網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)意學(xué)院在去年9月一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)擁有全球 40% 以上的 6G 專(zhuān)利申請(qǐng)，其次是美國(guó)，占 35%，日本(10%)，歐洲(9%)和韓國(guó)(4%)。