后香農(nóng)時(shí)代,華為徐文偉提出面向數(shù)學(xué)的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題
8月28日,華為董事、戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)徐文偉在長(zhǎng)沙由中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)舉辦的 “數(shù)學(xué)促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”進(jìn)行發(fā)言,提出了《后香農(nóng)時(shí)代,數(shù)學(xué)將決定未來(lái)發(fā)展的邊界》,并發(fā)布了10大待解答的數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)問(wèn)題。
華為徐文偉表示,過(guò)去 20 多年,數(shù)學(xué)在提升華為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力方面起了極大作用,我們非常愿意與大家分享華為如何把工程問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)我們也將在本次大會(huì),發(fā)布信息產(chǎn)業(yè)面臨的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題,張榜求賢,希望與數(shù)學(xué)家們攻克難題。
我們一路走到現(xiàn)在的 5G 時(shí)代,幾乎達(dá)到了香農(nóng)定理的極限。同樣馮諾依曼架構(gòu)等,也都是幾十年前提出的。可以說(shuō),當(dāng)前的創(chuàng)新主要是把幾十年前的理論成果,通過(guò)技術(shù)和工程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
去年,華為提出了創(chuàng)新 2.0。創(chuàng)新 2.0 的核心是基于愿景和假設(shè)的基礎(chǔ)理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明,解決從 0 到 1 的問(wèn)題。而理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明,來(lái)源于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)研究,而數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)之基礎(chǔ)。
下面是演講內(nèi)容實(shí)錄:
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位數(shù)學(xué)家,女士們,先生們,大家好!
非常感謝張平文院士的邀請(qǐng),很榮幸參加會(huì)議,與在座的各位院士、數(shù)學(xué)家探討應(yīng)用數(shù)學(xué)的相關(guān)話題。過(guò)去 20 多年,數(shù)學(xué)在提升華為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力方面起了極大作用,我們非常愿意與大家分享華為如何把工程問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)我們也將在本次大會(huì),發(fā)布信息產(chǎn)業(yè)面臨的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題,張榜求賢,希望與數(shù)學(xué)家們攻克難題。
我們正處于交叉科學(xué)及新技術(shù)爆發(fā)的前夜,在未來(lái)二三十年里,人類社會(huì)將進(jìn)入智能社會(huì),智能社會(huì)有三個(gè)特征,萬(wàn)物感知、萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能。在智能社會(huì),萬(wàn)物可感,感知物理世界,并轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào);網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接萬(wàn)物,將所有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線聯(lián)接;基于大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智能。這些新的工作、生產(chǎn)模式、生活方式,與 70 年前香農(nóng)時(shí)代發(fā)生了根本性的變化。
當(dāng)初香農(nóng)需要解決的是,面向人與人的可靠通信問(wèn)題。香農(nóng)信息論基于離散無(wú)記憶傳輸?shù)募僭O(shè),實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可靠傳輸;通過(guò)信源編碼壓縮數(shù)據(jù)且保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容解碼后可以讓人理解,通過(guò)信道編碼保證傳輸?shù)膬?nèi)容不會(huì)出錯(cuò)?;? 70 年前香農(nóng)發(fā)布的這個(gè)定理,信息產(chǎn)業(yè)有了超過(guò) 50 年的高速發(fā)展,發(fā)明了一代又一代的通信產(chǎn)品。
但是,我們一路走到現(xiàn)在的 5G 時(shí)代,幾乎達(dá)到了香農(nóng)定理的極限。同樣馮諾依曼架構(gòu)等,也都是幾十年前提出的??梢哉f(shuō),當(dāng)前的創(chuàng)新主要是把幾十年前的理論成果,通過(guò)技術(shù)和工程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
隨著智能社會(huì)的到來(lái),通信的場(chǎng)景發(fā)生了根本變化,也更加多樣化。過(guò)去是以人與人通信為主,模式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可靠傳輸,現(xiàn)在是以人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器通信為主,模式為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。那么,人與機(jī)器的通信,是否可以更好地滿足人的認(rèn)知要求;機(jī)器與機(jī)器的通信,是否可以不考慮人對(duì)內(nèi)容的理解,探索高層次的語(yǔ)義問(wèn)題;這些都是人與人通信主導(dǎo)的時(shí)代沒有考慮到的場(chǎng)景和問(wèn)題。
這些新場(chǎng)景,新問(wèn)題,新挑戰(zhàn),我們可以稱之為進(jìn)入了后香農(nóng)時(shí)代。在后香農(nóng)時(shí)代,需要理論的突破和工程技術(shù)的發(fā)明,更需要數(shù)學(xué)家們發(fā)揮核心作用。
去年,華為提出了創(chuàng)新 2.0。創(chuàng)新 2.0 的核心是基于愿景和假設(shè)的基礎(chǔ)理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明,解決從 0 到 1 的問(wèn)題。而理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明,來(lái)源于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)研究,而數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)之基礎(chǔ)。
華為公司一直非常重視數(shù)學(xué),目前已經(jīng)有 700 多位數(shù)學(xué)博士。早在 1998 年,華為在俄羅斯成立了第一個(gè)數(shù)學(xué)研究所。2016 年 10 月在巴黎成立了第二個(gè)數(shù)學(xué)研究所。華為吸引了很多數(shù)學(xué)家,成果豐碩。例如,2008 年,華為專家與俄羅斯數(shù)學(xué)家一起,用非線性數(shù)學(xué)多維空間逆函數(shù),解決了 GSM 多載波干擾問(wèn)題,當(dāng)時(shí)攻克了 2G、3G 基站合一的難題,現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了 2G、3G、4G、5G 基站融合,基站功耗降低 50%,集成度大大提升,幫助華為無(wú)線一舉在歐洲和全球取得領(lǐng)先,數(shù)學(xué)家真是功不可滅。
同樣,在國(guó)內(nèi),華為與眾多的數(shù)學(xué)領(lǐng)軍專家開展了深度的合作,例如,華為與張平文院士、徐宗本院士、李安民院士都建立了數(shù)學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室;同時(shí),還有與高校和研究機(jī)構(gòu)有大量合作課題,如我們與中國(guó)科學(xué)院馬志明院士、天津大學(xué)陳永川院士等。華為希望與學(xué)術(shù)界及研究機(jī)構(gòu)一起,深入合作,共同推進(jìn)基礎(chǔ)研究的工作:工業(yè)界的參與,一方面可以加快科學(xué)家研究成果的商業(yè)落地,另一方面,工業(yè)界分享的客戶需求,行業(yè)挑戰(zhàn)和世界級(jí)難題,對(duì)研究方向是極大的牽引作用,是雙向的能量交換和增益過(guò)程,我們將持續(xù)加大與數(shù)學(xué)家的合作。
展望未來(lái),我們希望與各位數(shù)學(xué)家們一起努力,實(shí)現(xiàn)四個(gè)目標(biāo):
第一, 超越身體限制,提升感知能力,比如更好的拍照技術(shù);
第二, 超越生物智慧,發(fā)展新型計(jì)算,比如更好的人工智能;
第三, 跨越空間障礙,實(shí)現(xiàn)身臨其境,比如真人級(jí)全息通信;
第四, 拓展認(rèn)知極限,開發(fā)介觀器件,比如原子設(shè)計(jì)與組裝。
此次數(shù)學(xué)與企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇,為我們提供了一個(gè)很好的交流分享平臺(tái)!下午的華為專場(chǎng)報(bào)告中,我們將發(fā)布后香農(nóng)時(shí)代,面向數(shù)學(xué)的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題,包括利用更少的資源(計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源等),獲得更高的性能,需要暴力計(jì)算的場(chǎng)景,采用數(shù)學(xué)算法和軟件優(yōu)化等,減少資源消耗等等業(yè)界難題。
后香農(nóng)時(shí)代,數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)的基礎(chǔ),將決定未來(lái)發(fā)展的邊界,數(shù)學(xué)家越努力,成果越卓著,我們的邊界將會(huì)越來(lái)越延展,直到趨向無(wú)限!
讓我們攜手前行!謝謝大家?!?
華為發(fā)布的面向數(shù)學(xué)的十大挑戰(zhàn)問(wèn)題:
1、有損壓縮的極限問(wèn)題
2、突破信源編碼理論
3、網(wǎng)絡(luò)基本業(yè)務(wù)模型問(wèn)題
4、MassiveMIMO 容量域問(wèn)題
5、非線性信道補(bǔ)償問(wèn)題
6、大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)控制問(wèn)題
7、反問(wèn)題高精度快速求解問(wèn)題
8、高性能的糾錯(cuò)碼—代數(shù)幾何(AG)碼
9、DNN 的可解釋性
10、網(wǎng)絡(luò)級(jí)流量矩陣近似計(jì)算