北京大學(xué)電子學(xué)院王興軍教授與舒浩文研究員帶領(lǐng)的科研團隊，聯(lián)合鵬城實驗室余少華院士團隊、上海科技大學(xué)陳佰樂副教授團隊以及國家信息光電子創(chuàng)新中心肖希總經(jīng)理團隊，在下一代無線通信（6G）與光通信領(lǐng)域取得重大突破。相關(guān)研究成果以《集成光子學(xué)賦能超寬帶光纖-無線通信》為題，發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》。

該研究首次提出集成“光纖-無線融合通信”理念，通過自主研制的超寬帶光電融合集成芯片與AI驅(qū)動的智能均衡算法，成功實現(xiàn)光纖與無線通信系統(tǒng)的跨網(wǎng)絡(luò)無縫銜接。實驗數(shù)據(jù)顯示，新系統(tǒng)在光纖、無線及混合鏈路場景下，均能支持創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)據(jù)傳輸速率，真正實現(xiàn)“一套系統(tǒng)、多場景通用”。這一突破為未來全光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

研究團隊突破傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸，基于薄膜鈮酸鋰光子材料平臺與改進型單行載流子光電探測器結(jié)構(gòu)，構(gòu)建出超過250GHz的寬帶平坦電-光-電轉(zhuǎn)換鏈路。該設(shè)計從原理層面規(guī)避了電學(xué)倍頻鏈的帶寬限制與噪聲累積問題，在有線和無線頻段均提供超過100GHz的可用信號帶寬。實驗驗證表明，光纖通信單通道實現(xiàn)256Gbaud（512Gbps）的破紀(jì)錄傳輸速率，太赫茲無線通信單通道則達到400Gbps，并完成86路8K高清視頻的實時無線傳輸演示。

在算法層面，研究團隊創(chuàng)新性地將AI技術(shù)應(yīng)用于信道均衡，開發(fā)出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字信號處理算法。該算法顯著提升系統(tǒng)對非線性損傷等復(fù)雜干擾的適應(yīng)能力，突破了傳統(tǒng)均衡算法在處理復(fù)雜信道時的性能瓶頸。實驗結(jié)果顯示，新系統(tǒng)在6G大規(guī)模用戶接入場景模擬中，傳輸帶寬較5G標(biāo)準(zhǔn)提升一個數(shù)量級，且所有信道性能高度一致，展現(xiàn)出卓越的多用戶支持能力。

除傳輸容量外，該系統(tǒng)在能耗、成本與規(guī)模化部署方面同樣表現(xiàn)優(yōu)異。其全光架構(gòu)可無縫集成至現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)，推動移動接入網(wǎng)與光纖骨干網(wǎng)的深度融合。更值得關(guān)注的是，所有關(guān)鍵技術(shù)與器件制備均基于全國產(chǎn)集成光學(xué)工藝平臺，無需依賴傳統(tǒng)微電子先進制程，為我國在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域開辟了新的發(fā)展路徑。

這項成果不僅為6G通信開發(fā)太赫茲頻譜資源提供了全新解決方案，更有望帶動整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的協(xié)同創(chuàng)新。隨著系統(tǒng)在6G基站、無線數(shù)據(jù)中心等場景的潛在應(yīng)用逐步顯現(xiàn)，我國在信息通信領(lǐng)域正從技術(shù)跟跑向領(lǐng)跑加速邁進。