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领存MRD微秒编解码技术开启数据传输新时代

2024-03-22 10:57

来源:中国网

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发展新质生产力,是推动高质量发展的内在要求和重要的着力点。作为国民经济的战略性、基础性、先导性行业,信息通信业勇当“主力军”,注智赋能数字经济,推动新质生产力加快发展。

信息安全和通讯性能是网络通讯中的两个重要课题。深圳市领存技术有限公司旗下领存实验室在秩度量码(MRD码)技术领域取得了重大突破,成功实现在极低算力条件下的微秒级的编解码性能。

在微秒内重写通信历史

新质生产力是面向新兴产业和未来产业的先进生产力。2024年政府工作报告中明确,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,充分发挥创新主导作用,以科技创新推动产业创新,加快推进新型工业化,提高全要素生产率,不断塑造发展新动能新优势,促进社会生产力实现新的跃升。

形成新质生产力,需要壮大战略性新兴产业、积极发展未来产业。目前在信息通信行业,数据已经成为新生产要素,算力成为新基础能源,人工智能成为新生产工具。

MRD码自1985年被提出以来已经接近40年,虽被公认具备巨大潜力,但因其算法复杂性,却鲜有从理论走向实际应用的案例。今天,MRD码终于实现了从理论到具体产品的革命性跨越。

在低轨卫星和中轨卫星组网的模拟测试中,领存实验室研发的MRD码在纠错性能上相比传统纠错编码(LDPC编码)实现了超过1万倍的提升。例如在机场、智慧城市等大型需要无线网络覆盖的公共场所,由于信号衰减、多径效应、干扰和噪声等因素,通信链接经常面临质量变化和错误,使用MRD码的高纠错能力可以用来提高无线通信的可靠性。据了解,MRD码能够解决网络编码中出现的节点错误,加速通讯速度且保证通讯安全。这一成果将极大地提升在极端环境下的通信可靠性与效率,尤其是在天基信息网络及深空通信领域具有划时代的意义。

“这意味着它们可以在非常短的时间内识别和修正数据传输过程中的错误,这对于几乎所有依赖快速、可靠通信的领域来说都是极其重要的。”深圳领存负责人楚一兵说。

领存MRD码技术在微秒级编解码性能的实现,对产业界尤其是通信、数据存储和处理领域将产生深远影响。它不仅能提高效率、减少错误成本,还能应用于人工智能和机器学习、科学研究、媒体和娱乐等多个领域。“MRD码的微秒级编解码性能能够促进现有技术的优化升级,可能会推动新的商业模式的出现,并作为一项关键技术,推动创新的跨越。这不仅对特定行业构成了转型,而且也会在更广泛的社会经济层面上带来变革。”

设定通信行业创新标杆

从全球范围来看,最大秩距码(MRD码)涉及到极其复杂的运算,而真实的应用场景往往又无法提供足够的算力,同时,复杂的计算过程无法提供实时的编解码性能,导致技术理论虽然很诱人,但40多年来却无法在真实的场景中进行应用。

领存实验室正是通过巧妙的算法解决了这一难题,即使在极其微弱的算力条件下,依然可以实现微秒级的编解码性能。

该技术目前适用于多项领域,在量子通信方面,通过对MRD码的修改(量子MRD码,QMRD),在量子通信中解决量子位传输错误;在卫星通信方面,大幅提升低轨卫星和中轨卫星的通信性能,同时,保障卫星通信不可被窃听和破解;在分布式存储方面,可大幅提升全国各地数据中心互联互通的传输性能;在安全通讯方面,此算法具备抗量子解密的安全特性,为通讯安全保驾护航;在6G通讯方面,该算法一直作为下一代通讯的核心算法的研究方向之一;在智算中心方面,该算法可以成为人工智能(AI)和机器学习(ML)的训练网络的主力通讯手段,为AI及机器学习训练网络提供了低延迟、高吞吐量和高带宽。

真正打破理论到实践的巨大屏障

领存技术负责人楚一兵用前瞻性、颠覆性和唯一性来形容最大秩距码(MRD码)的问世。“随着通信技术向更高的速度和更大的数据量发展,此技术高效和强大的错误纠正能力使得它在未来的通信系统,尤其是6G中具有重要的技术地位。该技术的引入可以彻底改变传统网络在某些极端条件下无法正常通讯的困扰,提高数据传输的可靠性。”

楚一兵表示,从数学理论上说,这种基于线性代数理论的设计使得它在数学上具有最优的性能,这是其他类型的码所无法比拟的。“由于计算复杂性极高,过往的几十年中,一直无法在现实世界中满足。现在,领存技术通过巧妙的算法手段,大幅降低对算力的要求,即使在普通的笔记本电脑上也能实现微秒级的编解码性能,这种技术突破真正打破了从理论到实践的巨大屏障。”

领存实验室的核心智能在于颠覆性技术的原理性创新和突破,研发全球尚未突破的、与计算和存储相关的核心技术,包括无损压缩技术、后量子时代的加密技术、隐私计算、及纠错算法。而领存研发MRD码最初的动机,是为下一代存储做技术储备。

从竞争角度而言,软件和算法领域是领存唯一的突破之路,压缩算法便是其中之一。MRD码则是为了提高硬盘和分布式存储系统的性能、可靠性、安全性而研发的。“算法与其他技术不同,颠覆性技术的实现往往不是靠堆积数学家来解决,而是靠有天赋的人才瞬间的灵感。正如压缩算法,50多年来,全球所有数学家都没有在算法上取得突飞猛进的发展,领存在原理性创新方面进行了4年多的尝试,经历了惊喜、失望、绝望、再燃希望、再灰心等反复的折磨,方有少许心得。”楚一兵坦言:“领存实验室能做的事情就是‘闷头前行,不问前程,不问产出,成事在天’。”

他认为,保持竞争优势的核心在于“敢做”。在竞争过程中,除了持续加大研发投入外,更要持续监测市场趋势和消费者需求,预见行业发展方向,使公司能够快速响应市场变化;同时,与学术界、研究机构或其他技术领先的公司建立合作关系,合作研发新技术或共享资源。

楚一兵透露,未来会强化领存实验室的创新功能,把原理性创新和颠覆性创新作为实验室的使命,进一步加强计算机、集成电路相关新材料的研发。

【责任编辑:李哲】
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