中国移动研究院崔春风：影响未来信息通信发展的十大跨界创新方向

2月25日消息（林想）加快推动6G应用基础研究和原创技术攻关，进一步汇聚产学研各方力量，引导产业推进6G发展，提升6G创新的全球化水平和国际影响力，中国移动研究院日前正式举办“遇见未来”——6G协同创新成果发布会。

会上，中国移动研究院未来院院长崔春风发布了《影响未来信息通信发展的十大跨界创新方向》。这十大方向包括“新感知”、“新终端”、“新算力”、“新安全”、“新低碳”、“新材料”、“新仿生”、“新组网”、“新设施”、“新范式”。

崔春风表示，5G商用两年来，以推进数智化转型、实现高质量发展为主线，正加速推动消费升级、生产增效及社会和谐。5G的蓬勃发展牵引着大数据、云计算、人工智能等技术，以及芯片、器件等交叉领域的快速发展和相互融合。CT（通信技术）、IT（信息技术）与DT（数据技术）的深度融合已成为未来发展的必然趋势。

与5G相比，跨领域、跨学科的泛信息技术（即支撑或影响信息通信发展的交叉跨界技术）将在6G中加速融合，发挥巨大的催化剂作用,期待能够突破6G产业发展中面临的超高带宽、确定性时延、低功耗、低成本、高安全、易部署运营等核心挑战，推动社会走向“数字孪生”和“智慧泛在”，真正实现虚实智能融合交互的“元宇宙”世界。

前期，面向传统信息通信领域，中国移动已发布了2030+愿景与需求、技术趋势、网络架构展望等系列白皮书。本报告旨在面向泛信息通信领域，针对2035年左右信息通信的发展愿景，遴选出影响未来信息通信发展的十大跨界创新方向，提出仍然面临的挑战，呼吁学术界和产业界共同关注和投入，协力解决这些挑战，以保障未来信息通信产业持续、健康、跨越式的发展。

崔春风表示，这十大跨界创新方向是从中国移动视角出发，可能影响未来信息通信产业发展的关键领域，涉及端、管、云、算力、安全、低碳、范式等方面，只为抛砖引玉，难免挂一漏万，还需要与学术界、产业界广大同仁一起在研究探索中不断校准与迭代更新。中国移动研究院内的领导和专家广泛参与，覆盖各个专业，包括我们的两位特聘院士，张平院士与王江舟院士，共同研讨，历经十数稿，形成了目前的版本。

未来，信息通信将推动社会走向“数字孪生”和“智慧泛在”，真正实现虚实智能融合交互的“元宇宙”世界。为实现这一美好愿景，未来信息通信需要更多跨界创新，与“新感知”、“新终端”、“新组网”、“新算力”、“新仿生”、“新安全”、“新低碳”、“新材料”等交叉领域更紧密融合；信息通信基础设施将实现智能化升级，与市政、交通、物业等“新设施”一体化发展；信息通信跨界融合也将成为“新范式”和新常态，产业边界更加模糊，催生更多商业模式和产业生态的颠覆性创新。

1 新感知：全面智能地感知物理世界

感知技术是数字化的数据底座，呈现出多技术融合、异质异构集成、微能源化发展趋势。

一是通信感知一体化技术，通过共享频谱和硬件资源，可同步实现无线通信与感知功能,面临一体化理论、信号与硬件设计挑战。

二是无源传感技术，以振动、温度、光照及通信信号等环境微能量采集作为能量来源，实现传感器无源化，面临能量转换效率、低压储能和材料等挑战。

三是智能微系统，通过三维异质异构集成实现通感存算策多功能系统微型化。

四是智能感知，具备语义理解和协同学习、决策和执行能力，面临小样本学习、用户需求学习和上下文关联学习的挑战。

五是数字孪生人系统，通过对人体的体征、情感与意识感知，构建虚拟孪生体与人体实时交互映射，实现对人体状态的诊断与预测，面临分子通信、孪生体建模、隐私计算、可视化等关键技术挑战。

2 新终端：新型的人机交互形态

未来新终端将具备生物友好和低功耗等特征。

一是柔性终端。柔性电子将有机/无机材料电子器件制作在柔性或可延性塑料、薄金属基板上，可用于柔性显示器、有机发光二极管、印刷RFID、薄膜太阳能电池板和电子皮肤等，但面临力学和电子封装两大挑战。

二是全息终端。融合人工智能及多种交互方式，利用全息显示能力，从视觉、听觉、触觉等多维度为用户提供双向循环的耦合化沉浸式体验。全息终端通过全息显示与交互支持全息通信，涉及动态计算、三维显示、光学加密与压缩编码等技术，对保持交互的自然度、真实感、沉浸感和同步性有较大挑战，需要高效的编/解码压缩处理、超高带宽、超低时延、云边端融合算力、高同步性和强安全等技术保障。

3 新算力：赋能高效安全的海量数据处理

日益增长的信息处理需求催生计算技术和产业大变局。计算体系呈现多样化、多路线共存演进趋势，非经典计算逐步从理论走向实践。

一是量子计算，遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算，具有显著并行计算优势，可用于量子仿真模拟、量子优化算法、量子云计算和量子增强AI等方面，但面临算法普适化、量子计算机小型化和稳定性等挑战，距离实际应用尚有差距。

二是光计算，它是一种旨在实现全光运算的系统，包括光学处理器、光学数据传输/接收器、光学存储器，具有显著低功耗大互连优势，但面临光学器件与材料成熟度挑战。

三是轻量计算，将能量收集、资源感知与超低功耗芯片相结合，采用轻量计算，保障有限电源容量、无电池或断电时的软件运行与正确计算；四是隐私计算。安全合规使用数据成为大数据时代迫切需求。利用秘密分享、不经意传输、混淆电路、同态加密计算、零知识证明等密码学技术，隐私计算可以实现数据的可用不可见，但面临分布式计算和可信计算效率、模型精度、数据元标准化及业务规范性等方面的挑战。

4 新安全：构建未来网络的内生安全体系

传统补丁式、外挂式的安全防御体系亟待升级，实现从“网络安全”到“安全网络”的变革。

一是量子安全通信，将量子纠缠应用到移动通信中，实现远程量子保密通信，并利用无线信道的时变性、互易性和空间不相关特性生成具有信息论安全性的密钥，解决量子密钥最后“一公里”传输难题，但在量子存储和抵抗量子攻击的密码算法方面存在挑战。

二是动态数据染色技术，这是一种以数据流动性感知为基础的数据安全防护技术，将数据资产标注、数据流转链路描绘、风险检测感知内生于网络之中，实现数据污染治理、数据价值评估、数据追踪溯源等能力，但面临颜色相似度匹配及颜色逆向生成等挑战。

三是可信内生安全体系，该体系将网络风险的不确定性向安全信任的确定性转变，实现网络信任关系的建立、传递和评估，推动网络被动防护向主动自免疫安全演进,满足网络行为可预期、强管理、端到端极度差异化的安全需求，但面临零信任安全理念及与通信网深度融合的安全架构设计挑战。四是基于生物和设备特征的统一身份认证。多生物特征融合识别、多认证因素结合、持续评估及认证等智能认证有待技术攻关。

5 新低碳：助力“双碳”目标实现

信息处理需求的增长为“双碳”目标的实现带来巨大压力，需寻求节能降碳新突破。

一是实现“零瓦特@零比特”目标，通过提升空口信号传输效率、射频器件效率和深度休眠技术降低基站能耗，采用光学器件降低数字处理能耗，采用板级液冷、高导热性能材料提升散热能力，开发可见光照明与通信、无线电采能等融合方案提升能效。主要挑战在于新材料成本、生产工艺和供应链自主度等问题。

二是大力开发绿色新能源，但传统风能和太阳能面临利用率低下和储能的挑战，可通过网络机房中的大量备电来削峰填谷。核聚变预期成为终极能源，但难点在于可控性，可控核聚变方式有磁约束、惯性约束、引力约束等，可商用方面还有很长路要走。

6 新材料：未来信息网络发展的基础

更高频段、更低能耗的信息通信网络发展对新材料提出变革性需求。

一是纳米打印新天线材料，在柔性织物基体上，按照天线结构通过打印纳米导电颗粒或涂覆导电聚合物的方式，可以制备柔性可穿戴织物天线，实现柔性可穿戴通信系统。打印电子墨水是关键，但市场成熟度较低，需要巨量的高分子纳米复合材料辅助发展。

二是碳纳米管新芯片材料，作为硅晶体管潜在替代品，它比硅基器件体积更小、韧性更高，导电更强，电信号传输时延更短，热导率很高，能耗低。但还面临大规模高纯度制造与场效应晶体管制备等巨大挑战。三是反谐振空芯光纤材料，空芯光子晶体光纤、空芯反谐振光纤、少模光纤、多芯光纤等新型光纤成为前沿热点。空芯光纤可降低光通信时延1/3，大幅提高光放大距离和光系统容量。但空芯反谐振腔光纤的导光机制、带宽极限和损耗极限等基础理论以及通信系统还不成熟，长距离拉制和成缆工艺仍待突破。

7 新仿生：将生物技术与信息技术融合

脑科学和材料学的发展，为信息通信领域的仿生技术带来新方向和新突破。

一是类脑计算。采用符合生物学特性的神经元和突触模型，计算中传输神经脉冲信号，比深度学习的时间更短，更适合时空信息处理和挖掘，已在智能决策、机器人控制、计算神经领域展现优势。该技术采用具有神经形态的模拟电路，需要专门的芯片以及一系列基于神经学的软硬件支持，核心器件材料缺乏，实现复杂度极高。数千亿级的神经元如何协同完成信息传递、交换和融合依然处于探索阶段。

二是DNA存储。它是一种通过聚合酶链式反应来记录或读取DNA长链各片段上碱基序列来存储信息的方法。鉴于DNA分子级别尺寸、四进制信息位（A、G、T和C）、双螺旋盘旋可压缩等特性，可实现超高密度存储。但也面临读取速率低、制作/读取成本高的挑战。

8 新组网：开放柔性积木式“连接+算力+能力”网络

新组网的目标就是为了实现网络无所不达、算力无所不在、智力无所不及的目标。

一是即插即用的连接。网络、终端及不同功能之间快速、鲁棒、泛在的连接。

二是积木式功能。按需激活、组合、编排和配置各类型“服务”。

三是能力开放的众筹网络。协议、感知、智能、第三方应用、智融力众筹，赋能千行百业。

目前新组网面临两大挑战：需持续凝聚产业共识，联合进行多领域融合创新，构建全新的技术体系；依托标准化、开源组织，产业联盟等突破封闭生态，重塑产业格局。

9 新设施：通信与公共基础设施融合一体

信息基础设施与关联基础设施协同建设、融合发展已成新趋势。

一是通信与市政公用基础设施融合，将通信网与路灯，水、电、燃气管网，以及交通网等基础设施相融合，促进“智慧城市”升级。

二是通信与楼宇基础设施的融合，采用新材料、新工艺、新技术将通信与建筑一体融合。实现LED照明灯通信、共形天线、玻璃一体化的透明天线、建筑物表面的智能超表面，助力信号优化，打造智能建筑。

三是通信与广域基础设施的融合，建设空-天-地-海广域信息网络，打造多层次、立体化、全方位、全天候的信息空间。新基础设施融合发展需要新技术、新政策、新模式和新业态的全面创新。

10 新范式：创新的产业模式与商业模式

未来移动通信将涉及更多跨界领域和交叉学科，新的产业和商业模式不断涌现。

一是DICT融合培育新的产业模式，开源社区的“既成事实”标准给通信产业的标准化工作模式带来了极大挑战，二者的融合创新将催生新的产业模式；另外，微服务架构的采用和云化的普及，有效帮助了软硬件解耦和软件功能的细分，结合社区提供的灵活的API、SDK和低门槛的社区服务，使得初创公司、甚至开发者个人都可以参与其中，大大促进了生态环境的发展。

二是分布式技术催生“元宇宙”新模式，海量数据全生命周期的处理，极大促进了区块链、边缘计算、隐私计算、联邦学习等分布式技术的发展，带来“元宇宙”商业新模式。“元宇宙”将实现个人组织数据、身份与价值的流转与确权，数字资产效率极大发挥，贡献者得到尊重与激励，营造出全新的生产生活形态。但新模式面临产业链及产业间不均衡，以及政策法规滞后的。

崔春风指出，该报告针对2035年左右信息通信的发展愿景，从中国移动视角遴选出影响未来信息通信发展的十大跨界创新方向，提出关键的技术挑战。希望与学术界和产业界广大同仁一起关注和协力攻关，不断校准和迭代观点。他相信在全球创新链、产业链的共同努力下，这十大跨界创新方向的突破必将对未来信息通信产业的持续、健康、跨越式发展产生深远影响，助力“数字孪生、智慧泛在”的美好愿景照进现实！

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