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)問題。

華為徐文偉表示，過去 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題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問題的經(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?？梢哉f，當(dāng)前的創(chuàng)新主要是把幾十年前的理論成果，通過技術(shù)和工程來實(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 的問題。而理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明，來源于數(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題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問題的經(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，萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物智能。在智能社會(huì)，萬物可感，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題。香農(nóng)信息論基于離散無記憶傳輸?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 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，當(dāng)前的創(chuàng)新主要是把幾十年前的理論成果，通過技術(shù)和工程來實(shí)現(xiàn)。

隨著智能社會(huì)的到來，通信的場(chǎng)景發(fā)生了根本變化，也更加多樣化。過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，探索高層次的語義問題;這些都是人與人通信主導(dǎo)的時(shí)代沒有考慮到的場(chǎng)景和問題。

這些新場(chǎng)景，新問題，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 的問題。而理論突破和基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明，來源于數(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程，我們將持續(xù)加大與數(shù)學(xué)家的合作。

展望未來，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)越來越延展，直到趨向無限!

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)問題：

1、有損壓縮的極限問題

2、突破信源編碼理論

3、網(wǎng)絡(luò)基本業(yè)務(wù)模型問題

4、MassiveMIMO 容量域問題

5、非線性信道補(bǔ)償問題

6、大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)控制問題

7、反問題高精度快速求解問題

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