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6G脚步渐近。近日,在由国家6G技术研发推进工作组和总体专家组指导,未来移动通信论坛、紫金山实验室主办的2024全球6G技术大会上,全球移动通信标准制定组织3GPP(第三代合作伙伴计划)的3位联席主席分享了3GPP 6G标准时间表:2024年9月,启动6G业务需求研究;2025年6月,启动6G技术预研;2027年上半年,启动6G标准制定;2029年,完成6G基础版本标准,即Rel-21版本标准。
作为新一代数字信息基础设施,6G将成为连接物理世界和数字世界的桥梁,助力实现从万物互联向万物智联的跨越。中国移动研究院首席科学家易芝玲介绍,相比于5G,6G网络在传输速率、时延等层面均有望显著提升:峰值速率将达到100Gbps,较5G提升10倍;时延将降至0.1毫秒,仅为5G的十分之一。此外,6G用户体验相比5G也将得到大幅提升。
“AI在6G网络中需要大数据和极高算力。这意味着如果解决方案不当,将产生非常高的能耗。”尤肖虎说。高能耗意味着更多碳排放,这与网络绿色化目标相悖。因此在他看来,将AI嵌入6G网络面临的第一个关键挑战就是环保问题。根据国际电信联盟的要求,6G网络能力需要在至少提高一个数量级的同时保持能耗不变。这意味着每比特能耗都应该降低至少一个数量级。对于6G来说,这是一个非常大的挑战。
围绕这片新兴产业蓝海,运营商已经开始了部署和尝试。毕奇介绍,中国电信围绕低空蜂窝系统覆盖进行多方面探索,在8个城市进行了试验验证。在他看来,低空经济不仅有望成为6G的主要应用场景,也是运营商最有可能扩大收益的领域。“覆盖低空空域的基站数量占地面基站数量的1%—2%,但可以带来两位数的收入增长。”他说。
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霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的材料时,电子受到洛伦兹力的作用,在材料内部产生垂直于电流和磁场方向的电压。这个效应由霍尔在1879年发现,并被广泛应用于电磁感测领域。1980年,冯·克利钦发现在极低温和强磁场条件下,霍尔效应出现整数量子化的电导率平台。这一新现象超出了经典物理学的描述,被称为整数量子霍尔效应,它为精确测量电阻提供了标准。1981年,崔琦和施特默发现了分数量子霍尔效应。整数和分数量子霍尔效应的发现分别获得1985年和1998年诺贝尔物理学奖。
此后四十余年间,分数量子霍尔效应尤其受到了广泛的关注。由于最低朗道能级简并电子的相互作用,分数量子霍尔态展现出非平庸的多体纠缠,对其研究所衍生出的拓扑序、复合费米子等理论成果逐渐成为多体物理学的基本模型。与此同时,分数量子霍尔态可激发出局域的准粒子,这种准粒子具有奇异的分数统计和拓扑保护性质,有望成为拓扑量子计算的载体。
传统的量子霍尔效应实验研究采用“自顶而下”的方式,即在特定材料的基础上,利用该材料已有的结构和性质实现制备量子霍尔态。通常情况下,需要极低温环境、极高的二维材料纯净度和极强的磁场,对实验要求较为苛刻。此外,这种方法缺乏对系统微观量子态进行单点位独立操控的手段,一定程度上限制了其在量子信息科学中的应用。
为解决这一重大挑战,团队在国际上自主研发并命名了一种新型超导量子比特Plasmonium,打破了目前主流的Transmon量子比特相干性与非简谐性之间的制约lbet体育,用更高的非简谐性提供了光子间更强的排斥作用。进一步,团队通过交流耦合的方式构造出作用于光子的等效磁场,使光子绕晶格的流动可积累Berry相位,解决了实现光子分数量子反常霍尔效应的两个关键难题。同时,这样的人造系统具有可寻址、单点位独立控制和读取,以及可编程性强的优势,为实验观测和操纵提供了新的手段。
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