3月14日消息，從2G到6G，一部手機全搞定。這不是科幻電影，而是已經(jīng)發(fā)生在我國高校實驗室里的真實突破。北京大學(xué)研究團隊給未來通信世界裝上了一顆“萬能心臟”，全面展示了其在光芯片領(lǐng)域的系統(tǒng)性突破，在全球首次實現(xiàn)了同時支持從2G到6G+的全代際無線通信技術(shù)。國際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》日前以“背靠背”形式，在同一天發(fā)表了兩篇來自北京大學(xué)常林研究員團隊與合作者的研究。

這項研究意味著什么？“要從我們每天都在用的手機說起?！背Ａ终f，“你有沒有想過，為什么手機要不斷更新?lián)Q代？”其實，不只是手機，通信基站也是如此。從當(dāng)年的2G打電話，到如今的5G刷視頻，再到即將到來的6G，每升級一代網(wǎng)絡(luò)，通信基站和終端就必須疊加一套專屬的新硬件設(shè)備。于是，基站越堆越滿，像個塞滿了老式收音機、電視天線和衛(wèi)星鍋蓋的雜物間，又重又費電。這就是困擾行業(yè)多年的“硬件冗余”難題，也是手機流量費用較高的主要原因。

常林團隊干的第一件大事，就是把這個“雜物間”變成了一張輕薄的“萬能辦公桌”。他們創(chuàng)新地把光子芯片和電磁超表面“粘”在了一起，提出一種可擴展的統(tǒng)一硬件平臺?！昂唵蝸碚f，就是讓光信號在指甲蓋大小的芯片上‘跳舞’，通過調(diào)制這些光，一次性變出從2G到6G所有頻段的無線信道。這就像一張桌子配了所有接口，不管你是2G手機，還是未來的6G設(shè)備，甚至是衛(wèi)星通信，來了就能用。這意味著，未來的基站有望徹底甩掉傳統(tǒng)硬件冗余的沉重包袱，不僅讓基站體積大幅縮小，更能讓功耗直接降低到原來的十分之一。”

解決了“路寬”問題，團隊轉(zhuǎn)頭又向“車速”發(fā)起了挑戰(zhàn)?！?G用的是高頻信號，像一匹烈馬，跑得快但很難馴服。傳統(tǒng)的調(diào)控方式好比拿著韁繩扯拽，信號很容易跑偏。”常林表示，團隊則用先進的光學(xué)微梳技術(shù)來驅(qū)動天線陣列，顛覆了傳統(tǒng)的微波調(diào)控思路，實現(xiàn)了對6G高頻信號的“全維度”精準(zhǔn)控制。相當(dāng)于給這匹“烈馬”裝上了一套精準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)。實驗室里，這套系統(tǒng)不僅把6G的傳輸效率較傳統(tǒng)方案提升了30倍，還讓通信設(shè)備長出了一雙“雷達眼”?！八芤贿吔o你傳數(shù)據(jù)，一邊精準(zhǔn)感知你的位置、速度和旋轉(zhuǎn)角度，這就是傳說中的‘通感一體化’。好比你的手機不僅能聽見你說話，還能‘看到’你在做什么?！背Ａ终f。

常林告訴記者，一“合”一“精”，這兩項高度關(guān)聯(lián)的技術(shù)互為支撐，將為全代際無線通信系統(tǒng)的發(fā)展提供變革性基石?！拔磥?，這項技術(shù)突破不僅有望推動超大容量萬物互聯(lián)，更能顯著降低網(wǎng)絡(luò)延遲，打通算力與終端設(shè)備邊界，為具身智能和衛(wèi)星通信等對響應(yīng)速度極度敏感的前沿場景，提供強有力的底層硬件支撐?！?/p>