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紫金山實驗室科研人員:為網絡強國建設勇當開路先鋒

2023年07月08日07:55 | 來源:新華日報
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紫金山南,九龍湖畔,南京市江寧區。26所高校扎根,7個國家重點實驗室落子,30多萬在校師生雲集,這裡已然是一片創新因子活躍、人才棲居薈聚的熱土。背靠南京主城,緊鄰高速公路與機場,位於未來網絡小鎮的紫金山實驗室仿佛隨時進發的勇士,向世界互聯網技術的創新前沿發起沖刺。

7月6日下午,習近平總書記來到紫金山實驗室,走進展廳、6G綜合實驗室,詳細了解推進重大科技任務攻關等情況。習近平總書記強調,現在信息技術飛速發展,顛覆性技術隨時可能出現,要走求實扎實的創新路子,為實現高水平科技自立自強立下功勛。總書記的話高瞻遠矚、切中肯綮,令全體科研人員深感振奮、備受鼓舞。大家一致表示,牢記總書記殷殷囑托,要努力突破更多網絡通信顛覆性技術,積極推動科研成果示范應用並走向產業界,定制一個“互聯新世界”,點亮未來網絡之光,為網絡強國建設勇當開路先鋒。

夢想成真,向總書記交上9年前布置的“作業”

7月6日下午4時許,當習近平總書記乘坐的車輛緩緩停在紫金山實驗室樓前時,翹首以盼的中國工程院院士、紫金山實驗室主任劉韻潔抑制不住激動的心情迎上前去。一側的院牆上,“加快實現高水平科技自立自強,是推動高質量發展的必由之路”的紅色標語,在綠樹掩映下格外醒目。

見到總書記,劉韻潔院士第一時間說出埋藏心中很久的話:“2014年您在江蘇視察時,我們匯報了發展未來網絡的大致情況,您當時囑咐我們利用好這個機會,勉勵我們要在網絡安全領域彎道超車。牢記您的囑托,江蘇省、南京市對未來網絡格外重視,成立紫金山實驗室踐行偉大使命!”

2014年12月13日,習近平總書記參觀江蘇省未來網絡創新研究院展區,聽取了劉韻潔院士關於未來網絡建設的匯報,並對採用新的未來網絡體系架構如何解決網絡安全問題非常關注,提出殷切囑托。

胸懷“國之大者”,總書記的囑托承載著對互聯網技術發展的戰略性判斷。劉韻潔說,那時候互聯網正處於從消費領域進入實體經濟的變革階段,全球都把未來網絡技術當成科技競爭制高點,互聯網發展進入“下半場”的爭奪。發展未來網絡,是我國從網絡大國邁向網絡強國的重要一環。

囑托在心,責任在肩。在習近平總書記指引下,江蘇省、南京市繼續組織開展未來網絡架構與關鍵技術研究,組建未來網絡、普適通信、內生安全團隊,進一步成立了紫金山實驗室。自2018年揭牌至今,短短5年多時間,作為重大科技創新平台的紫金山實驗室,重點開展基礎性、前沿性研究,在未來網絡、B5G/6G通信、網絡安全等領域取得一系列世界領先成果,創造了網絡通信與安全領域多項“全球第一”。

隻需動動手指,就能精准操控井下240米深處的採煤機,實現“一鍵採煤”﹔操縱300公裡外的手術機器人完成高難度手術,時延不超過6毫秒……這些全球最先進的網絡信息技術,拓展了紫金山實驗室未來網絡技術典型應用場景。以“十年磨一劍”的堅持,紫金山實驗室開創新的互聯網發展技術路徑,開辟未來網絡新賽道,打造了未來網絡試驗設施(CENI)。作為我國通信與信息領域首個國家重大科技基礎設施項目,這一設施覆蓋全國40個主要城市,建成40個主干節點、133個邊緣節點和四大雲數據中心。該設施已具備“分鐘級”按需定制網絡服務能力、“微秒級”確定性服務能力、“千萬級”多雲交換服務能力、“TB級”智驅安全網絡防護能力,能夠滿足國家關於下一代互聯網、網絡空間安全、天地一體化網絡等重大科技項目的試驗驗証需求,今年將完成驗收並正式運營。

“今天,我們把總書記當年布置的‘作業’交上了,新的網絡架構已在布局,9年前的夢想已成真!”80歲的劉韻潔院士,依然充滿創新的朝氣。

走求實扎實的創新路子,收獲顛覆性技術成果

在6G綜合實驗室,習近平總書記與現場科研人員深入交流6G技術的突破和應用。

在數字化浪潮下,各國都在前瞻性布局下一代互聯網等前沿領域,全面推進6G技術研發。業內基本達成共識,未來6G將有六大應用場景。為了實現這些發展願景,我國需要研發新型移動通信技術,在傳輸能力、要素融合、泛在互聯這三方面取得突破。目前,紫金山實驗室副主任兼首席科學家、東南大學移動通信國家重點實驗室主任尤肖虎已經帶領團隊搭建起“端到端”的6G實驗平台。在該平台上,團隊創造了一系列6G世界紀錄,傳輸速率、頻譜效率均已步入國際第一梯隊。

“總書記很關注顛覆性技術,要求我們走求實扎實的創新路子。”尤肖虎說,他向總書記重點介紹了4項6G顛覆性技術突破:光載太赫茲無線通信系統、無線傳輸效率提升10倍的無蜂窩移動通信技術,以及兩項未來6G技術的專用器件研究——基於國產自研芯片的毫米波收發前端系統和貝葉斯AI學習基帶數字處理芯片。

太赫茲頻段是6G新的頻率資源,技術研發難度極大。“實驗室採用光子—電子技術相結合的全新技術途徑,目前傳輸速率達到世界最高的400Gbps,預計今年年底將到1000Gbps,也就是6G所需要的1Tbps,比現有5G提高了100倍以上。”談及光載太赫茲無線通信系統的顛覆性技術特征,尤肖虎充滿信心。

“我們還致力於未來6G的專用器件研究,包括高頻段的射頻模擬器件和信號處理的數字器件。”尤肖虎說,6G專用器件基於自研芯片的毫米波收發前端系統,採用全國產工藝,包括國產40nm CMOS工藝,研制出毫米波芯片及射頻前端系統,並用於6G試驗系統。與國際先進水平對比,團隊通過系統層面創新,在關鍵指標上處於領先。

“回答總書記關於6G的詢問時,我解釋,未來世界智能化程度較高的工作會逐漸被人工智能所取代,而實現這種趨勢,需要算力和連接的支撐,兩者缺一不可。”尤肖虎說,現今研發6G就是為未來智能化信息社會提供超強連接能力,比如用戶要使用雲端智能技術,隻需極短的時間。“總書記的關懷是我們技術攻關的最大動力,我們有信心把6G通信技術做得更好、覆蓋更多使用場景!”

總書記調研結束后,尤肖虎又和團隊裡幾名青年科研工作者商量起亟待解決的技術問題。“我們團隊的成員都會加倍努力,爭取將這些關鍵技術逐步成熟化、實用化,支撐我國未來6G技術發展。”

牢記囑托,為實現高水平科技自立自強立下功勛

習近平總書記時刻把科研人才放在心上,這給紫金山實驗室全體科技人員留下深刻印象。總書記的充分肯定與諄諄囑托,更是為大家注入了巨大的前進動能,進一步激發起科技工作者“為實現高水平科技自立自強立下功勛”的信心和決心。

劉韻潔院士說,2014年12月13日,習近平總書記和他交流時就關切詢問:“團隊都過來了麼?”這一次,他向總書記匯報:紫金山實驗室已匯聚起1000多人的科研隊伍。

總書記高度關注人才隊伍的培養、待遇和管理。劉韻潔介紹,實驗室最大的挑戰,就是怎麼把這個領域的國內外頂尖人才吸引過來,協同創新。“我們的做法就是以事業留人,給他們提供一個能干正事、能干大事、能有成果的創新平台,激勵有理想抱負、有使命感的人越來越多地聚在一起。另外,我們還制定了較好的激勵機制,鼓勵科研成果落地、產生經濟效益,我們把科研成果收益的90%用於增益團隊,大大增強他們的創新活力和積極性。”

6G綜合實驗室裡,集中了包括尤肖虎在內的通信技術三代研發人才。尤肖虎向總書記介紹這個20年來在無蜂窩移動通信技術領域不斷取得突破的團隊時,特別介紹了專項課題負責人王東明,得到總書記贊許。“作為本土科技工作者,王東明從2002年就跟隨我進行通信技術的攻堅研發,見証並參與了從4G到6G的攀登之路,可謂‘20年磨一劍’。總書記的稱贊與鼓勵,對許多長期耕耘在科研領域的研究人員是非常大的鼓舞。”

先后取得重慶郵電大學本科、南京郵電大學碩士、東南大學博士學位,20多年來,王東明矢志通信專業領域鑽研。這一天,他和自己的導師、學生一起在辛勤耕耘的工作崗位上見到習近平總書記,感到格外振奮,“總書記非常關心我國的6G發展路線,仔細聆聽介紹,觀看演示。”回憶起總書記走近察看貝葉斯AI學習基帶芯片時的情景,王東明說:“總書記對衛星通信領域很了解。從科研到產業化,這個芯片研發歷時10多年,現已批量應用於國內外著名廠商的地面衛星通信終端。”

“總書記平易近人!”“激動,好有成就感!”張藝、張藝偉,名字僅差一字的兩名年輕研發人員,回味著總書記視察時的場景,你一句我一句地說。90后張藝負責制作和演示部分成果介紹的PPT,“尤老師介紹時,我在電腦上演示。原本的服務器是個‘大盒子’,現在我們用這麼小的芯片就可以取代原來的基帶信號處理功能,輸入參數,1秒之內就能生成處理模塊。”今年秋季就要到東南大學電子信息專業攻讀博士的張藝偉說:“我們會牢記總書記囑托,更加努力地學習、工作,為解決‘卡脖子’技術作出更大貢獻。”

“總書記的到來,給我們帶來了鼓勵和鞭策。總書記的囑托,對我們來說是一個更大的期望、一項更重的使命。一份新的作業已經壓在我們肩頭,那就是為建設網絡強國、為實現中華民族偉大復興的中國夢而努力奮斗!”劉韻潔信心滿滿地說。(王曉映 張宣 樊玉立)

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紫金山實驗室

紫金山實驗室是江蘇省和南京市為深入貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想而共同推進建設的重大科技創新平台。實驗室成立於2018年,以解決網絡通信與安全領域國家重大戰略需求、行業重大科技問題、產業重大瓶頸問題為使命,重點圍繞未來網絡、普適通信、內生安全等布局一批重大科研任務,開展基礎性、前沿性研究,2020年10月進入國家戰略科技力量序列。

紫金山實驗室成立5年來,圍繞助力網絡強國戰略和數字中國戰略開展關鍵核心技術攻關,取得了一系列突破性成果:網絡方向,原創性提出服務定制網絡體系架構,在未來網絡試驗設施中成功驗証,發布了全球首個大網級網絡操作系統等重大成果。通信方向,CMOS毫米波芯片和大規模相控陣技術進入世界前列,完成世界上首個6G光子太赫茲100Gbps實時無線傳輸通信實驗,創造出世界最高實時傳輸紀錄。安全方向,創立了基於動態冗余架構的網絡通信內生安全新范式,創建網絡內生安全試驗場NEST等系列成果。平台方面,初步建成覆蓋揚子江地域、面向全球開放、支持跨學科交叉融合發展的綜合試驗環境,可以為網絡通信領域的創新研究提供全國性、區域性、城域性等不同規模的科研試驗與示范驗証。

實驗室以劉韻潔院士團隊、尤肖虎教授團隊、鄔江興院士團隊為基礎,吸引國際優勢研發力量參與科研任務,目前已匯聚1000多人的研發隊伍,並獲批國家級博士后工作站。整合兩個全國重點實驗室,並聯合國內網絡、通信與安全領域多家大院大所和龍頭企業,共同建設伙伴實驗室、聯合研究中心近50個。

(責編:唐璐璐、吳紀攀)

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