第五百三十八章 丘成桐的卡拉比猜想
        事实上华为多年来持续在数学上投资，从1995年起，华为就一直在招聘数学相关的博士和专家，每年都从各大院校招聘一批运筹学、控制论、数理统计、概率论、计算数学的博士，从事分布式计算、密码学、网络安全、数据库、通信协议算法、通讯网络优化等方向的高精尖工作，待遇也明显高于普通员工，目前50-70万年薪是正常水平。1999年，华为在**建立了专门的算法研究所，招聘了数十名全球顶级的数学家，创造性地用非线性数学多维空间逆函数解决了GSM多载波干扰问题，使华为在全球第一个实现了GSM多载波合并，进而实现了2G、3G、LTE的单基站SingleRAN设计。2016年，华为宣布其法国数学研究所成立，这是继**之后华为在全球设立的第二个数学研究所，成员超80人，全部为拥有博士学位的中高级研究人员。

        华为和数学结合最精彩的一笔是和土耳其数学家埃达尔阿勒坎的合作。

        阿勒坎1958年出生在土耳其首都安卡拉。

        1981年获得加州理工学院本科学位。

        1985年获得麻省理工学院电子信息工程专业的博士学位。

        阿勒坎的博士生导师是美国人罗伯特加拉格（Ralger），而后的成长深受信息论之父香农的影响。博士毕业后，阿勒坎在美国短暂工作一两年后回到故乡土耳其的毕尔肯大学工作。在这里，阿勒坎十年磨一剑，终于在2008年大功告成，发表了极化码技术方案。

        这主要用于5G通信编码的极化码(porcode)技术方案。他2008年发表在IEEE期刊上的文章一共二十多页，独立完成。这篇文章发表后，就被华为的科学家们注意到了，他们评估了阿勒坎的论文，敏锐地意识到这篇论文至关重要，感觉其中的技术可以用于5G编码。

        阿勒坎教授的**两个月后，华为就开始以它为中心研究各种专利，逐步分解，投入了数千人和大量科研资金促进研发。十年间，华为把土耳其数学家的数学论文变成技术和标准，积极和阿勒坎教授团队合作，出资支持他的实验室，助其扩大研究团队，拥有更多的博士生、博士后。这一切努力的结果是，华为拥有了世界上超过四分之一的5G专利，雄踞世界第一。

        在过去的几个月，数学推动华为5G成为热点话题。本文将在作者今年四月深圳大讲堂演讲的基础上，谈谈华为5G与现代数学。

        1948年，香农提出了通信领域非常重要的香农定理，揭示了信道信息传送速率的上限（比特每秒）和信道信噪比及带宽的关系，而且存在一个上限问题，还可以通过信道编码的方式来实现更可靠通信。随着我们对于网速要求越来越高，人们不断在探索更加接近香农极限的信道编码。而在极化码还没有进入5G标准之前，全球公认的编码标准只有Turbo码和LDPC码。Turbo码是3G和4G时代使用的标准，阵营代表是e和爱立信，由于4G最大速率不过1Gbps，Turbo码还能应付，但遇到更高速率5G时就遇到了瓶颈，所以在5G标准上，Turbo码获得的支持很少，5G基本就成了LDPC码和极化码的战争。而LDPC码的提出者，正是阿勒坎的导师加拉格。所以，在这场5G通信标准之争的背后，是一对师徒的技术之争。

        直到华为在极化码的基础上开发出5G通信技术后，迎来了至关重要的5G标准投票——若能取胜，就能掌握5G通信网络的话语权。在去年的5G标准投票中，华为推崇的极化码，受到了美国高通公司的阻击，高通推崇的是低密度奇偶校验（LDPC）码。当然，表面上是技术之争，背后也有国家利益之争。

        LDPC利用校验矩阵的稀疏性，使得译码复杂度只与码长成线性关系，在长码长的情况下仍然可以有效的进行译码，因而具有更简单的译码算法。由于LDPC可以使用高效的并行译码构架，其译码器在硬件实现复杂度和功耗方面均优于Turbo码，在利用计算机找到最优秀的LDPC码，其极限性能距香农理论限已经缩小到0.0045dB水平。

        极化码构造的核心是当码长持续增加时，部分信道将趋向于容量近于1的完美信道（无误码），另一部分信道趋向于容量接近于0的纯噪声信道，选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道容量，是首个被证明能够达到香农极限的方法。编码过程是用矩阵来表示信道极化组合与分解的过程，编码过程最重要的是求得生成矩阵。

        相比LDPC码和Turbo码等成熟编码技术，极化码虽有理论优势，但付诸实践需要冒很大风险。从2010年起，华为投入巨额资源研发极化码的落地应用，终于在2016年11月使之成为5G控制信道编码方案，这也是中国厂商第一次在国际移动通信标准制定中掌握技术方面的话语权。

        2018年7月26日下午，极化码之父阿勒坎在深圳华为总部享受了隆重的欢迎场面，包括任正非在内的华为最高领导层和华为数百名员工肃立十余分钟等候他的到来。任正非向其颁发由巴黎造币厂设计制造的奖牌。奖牌正面雕刻胜利女神形象，嵌入巴卡拉红水晶，寓意新的通信技术引领时代发展。

        记者问：“作为一名科学家，您认为需要怎样的机制和氛围来保障基础科研？”

        阿勒坎答：“我非常幸运，回国后加入了一个私立大学，这个学校的主管部门非常好，支持和鼓励我的研究。现在的教授发表论文的压力越来越大，而我当时不需要发表那么多论文。我发表论文只要最低的额度，只要够保住我的工作。当时学校的管理层很有耐心，能理解我的做法。我并不是想要说教，但教授不应该承担那么多发表论文的压力，我觉得这两者之间要找到很好的平衡点。我从事的这种基础研究，不太需要很多的资金支持，所需要的是安全的环境，能有稳定的工作，养家糊口的工资就够了。”

        记者问：“您曾在美国学习、教学了近十年时间。如果做一个对比，美国的大学体制和土耳其有哪些异同？”

        阿勒坎答：“我看到这样的现象，学术界现在每隔两到三年就会出现一个热门话题，例如有很多人在追逐机器学习、AR/VR等热门研究方向，但它们也许转瞬即逝。根据我的经验和倾向，你应该有你自己的研究日程或研究计划。这个研究计划应该是有规矩可寻、合理的，但最终不一定会取得预期的成功，但我的理解就是，基础研究就是要去研究、理解最基本的问题。

        华为觅到了一个不追求物质、不追求时髦的数学家，是一大幸事。华为和这位数学家相得益彰，精诚合作，也是人类技术史上的一段佳话。

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