打破瓶颈，要敢于向前端基础研究寻求答案

“30年前我上大学的时候，还需要排长队来打长途电话，完全无法想象有一天能够拿着一个小盒子，随时随地与远方的家人视频沟通，还可以通过它连接世界，干很多事情，这在当时太科幻了。”

华为战略研究院院长周红在4月26日举行的2022年华为全球分析师大会上表示，人类目前对数字技术的所有想象可能都是保守的。

面向全面智能化的21世纪，华为继续释放信号：在基础科学研究上，除了支持以科学家兴趣驱动的创新，还希望与合作者一起大胆探索应用需求明确的创新。

“科幻”的瓶颈

“你扫我还是我扫你？”是当代中国人生活中稀松平常的一句话。但在30年前，这同样是科幻。

过去10年中，借助数字技术，人类生活发生了翻天覆地的变化。面向未来，还有更多的可能性。

周红举例说，华为与汽车公司、电信运营商一起，在高速公路上进行试验，在汽车之间、汽车与网络之间建立10毫秒级的高性能连接，帮助将紧急事件的检测和反应能力提升上百倍，在100公里时速下，可以将人工驾驶所需要的几十米、上百米的安全距离，缩小到0.8米。通过超视距的车联网、车路协同，有可能提升30%通行效率、减少90%交通事故。还可以支持组队行驶减少风阻，节省20%左右的油耗。

变化的背后是技术的支撑。据悉，全球移动宽带数据流量在2010年到2020年的十年间，增长超过250倍。中国的移动宽带数据流量，则在这十年间增长超过400倍。

“面向未来，我们认为数字技术将以超过十年百倍的速度增长。”周红说。

但另一方面，周红指出，现有的很多理论和技术都是几十年前甚至一百多年前提出的，基于这些理论和技术的应用已经开始遇到瓶颈。例如通信领域的奈奎斯特采样定理和香农定律、计算领域的可计算性理论和冯·诺依曼架构、半导体领域的摩尔定律等，亟需探索新理论、新架构。

对于华为为什么要搞基础研究，任正非曾说，是因为信息技术的发展速度太快了，传统的产学研模式赶不上市场需求的发展速度。如果能缩短商品化的时间，就能超前世界，获得更好的机会。

本次大会上，华为轮值董事长胡厚崑表示，近几年来，华为虽然面临经营上的困难，但研发投入不减反增，从过去年收入占比10%，提高到去年的22%。

“我们在先进器件获取困难的情况下，单点技术领先同样遇到困难。为此，我们在创新方向上，将更加注重系统创新，通过基础理论、软件、架构三个方面来进行突破。”胡厚崑说。

未来的挑战

面向挑战，周红提出4个科学假设，未来可能极具商业价值。他说：“面向未来，我们要敢于向前端基础研究寻求答案。”

第一，通过计算预测物质特性，而不用靠漫长的试验摸索，有望发现或发明更好的新分子、蛋白质、催化剂、药物与疫苗。例如，2017年，科学家通过计算预测并验证了超硬材料五硼化钨的结构，解决了困扰科学界近60年的难题。

第二，拓展感知极限，从人类感知到机器感知。例如，有些蜘蛛眼睛在物体轮廓和运动计算上远远超越了人眼，有利于快速精准捕获猎物，是否可以用于自动驾驶？通过发展新的传感器，能否实时、无感知地测量血压、血糖、心电？能否发展新的脑机接口、肌机接口，用思考来交流和工作、开车和娱乐。

第三，探索新的计算模式与实现方式。例如，蚂蚁大脑一般只有0.2毫瓦的能耗，既不用深度学习、也不需要遵循可计算性理论和冯?诺依曼架构，却能够做很多复杂的事情：筑巢、寻找食物、养蚜虫等等。而目前的自动驾驶汽车还需要几十瓦甚至几百瓦来计算，却在能效上与蚂蚁有很大差距。“从这个角度看，我们是不是要发展适应性与高效性计算模式，创造新架构与新部件，而不要受限于传统的可计算性理论和架构？”周红发问。

第四，突破香农定律的假设，在更大的时空中发展信息通信，从而跨越空间障碍，建设全球直达的能力，连接虚拟与现实以及无处不在的机器。周红举例说，将来的真人级全息通讯，如果不压缩数据，需要接近2Tbps的带宽，以及1-5毫秒的时延；自动驾驶如果采用12个摄像头，每天可能产生高达4T字节的数据，远超5G网络容量。

由此，华为提出面向未来的10个问题和挑战，包括：人机接口、健康、软件、通信、计算、材料、制造、能源等方向，聚焦于能否突破现有理论，发展可商业应用的前沿技术。