Копипаст | СЕТИ 6G ПОЗВОЛЯТ СОЗДАТЬ КИБОРГОВ

Передача информации в мире растет экспоненциально: по прогнозам консалтинговой компании IDC, в ближайшие пять лет объем цифровых данных увеличится в пять раз и достигнет 175 зеттабайт. При этом храниться эти данные будут все больше в публичных облачных хранилищах, что повышает требования к их взаимосвязи и устойчивости. Усугубляет ситуацию и то, что вычислительные возможности компьютеров тоже нащупывают предел. Как следствие, все больше данных обрабатывается с использованием распределенных вычислений (решения выполняются не компьютером, а их связкой). Для этого нужно повышать скорость передачи данных, и дальнейший прогресс может пойти именно по этому пути из-за отсутствия более мощных процессоров.

Лишь только началось внедрение 5G-связи, как стал очевиден ее предел — миру нужны еще более высокие скорости. Следующий, финальный шаг — терагерцовая связь

Видеть сквозь стены. Издалека засечь оружие, бомбу и ядовитые вещества. Управлять движением автомобиля силой мысли. И просто передать огромный массив данных за мгновение. Некоторые из этих фантастических возможностей уже испытываются в лабораториях и вполне могут стать реальностью, ответ за сетями будущего — 6G.

В настоящее время требования и спецификация к 6G еще не определены, однако ясно, что будут использоваться еще более высокие частоты, чем в 5G: терагерцовое излучение. Эти короткие (от 1 мм до 30 мкм) волны способны переносить огромный массив информации, дать сверхвысокую скорость передачи данных и энергоэффективность. Терагерцовая связь привлекает внимание ученых уже более полувека, однако активные исследования начались лишь в последние двадцать лет и особенно актуальны сегодня, когда поколение 5G уже вышло на рынок. Если 5G работает на миллиметровых волнах, которые знакомы военным уже десятилетия, то 6G — настоящая электромагнитная целина. Научиться ее использовать — значит перейти к последнему рубежу освоения связи.

Частоты и выше, и ниже терагерц изучены хорошо. Ниже — 5G со всеми сложностями освобождения частот от военных. Выше — ионизирующее излучение, которое разрушает вещество, а значит, не годится. Терагерцовые волны не разрывают молекулы, а воздействуют на них так, чтобы проникать насквозь. Это позволяет передавать данные, даже если между приемником и передатчиком есть препятствие. Подобно рентгену, терагерцовые волны позволяют заглянуть внутрь материи, что может иметь самые разные применения: от военных до медицинских и промышленных (отслеживание дефектов). Кроме того, терагерцовый диапазон на несколько порядков шире, чем у привычной нам мобильной связи, что теоретически позволит достичь скорости передачи несколько терабит в секунду — в десять тысяч раз быстрее домашнего интернета. Этого достаточно, чтобы, например, за секунду скачать 50 фильмов с разрешением 4К.

Грандиозный рост скорости даст новые технологические возможности, в их числе взаимодействие миллионов устройств друг с другом или, например, интеграция деятельности мозга и электроники. От 5G и 6G ждут появления умных городов и виртуальной реальности, киберфизических систем. Между созданием 4G и 5G прошло около десяти лет, и возможности 5G могут исчерпать себя примерно к 2030 году: пятое поколение позволит протестировать технологии автоматизации, но его пропускной способности не хватит для их реального коммерческого внедрения. Например, устройствам виртуальной реальности для полноценного функционирования необходима скорость более 10 ГБит/с, в то время как скорость 5G-интернета — 1–2 ГБит/с.

По оценкам Bank of America, 6G станет одной из 15 прорывных технологий, которые изменят мировую промышленность в ближайшие десятилетия. Шестое поколение понадобится для реализации концепции «интернета всего», полноценного запуска систем беспилотного транспорта, технологий искусственного интеллекта, умных носимых устройств, виртуальной реальности.

Исследования и разработки 6G уже ведутся в Европе и в Китае. В конце января о стремлении развернуть 6G-инфраструктуру к 2030 году заявила Япония. А в декабре на фоне проблем с выделением частот для 5G в России президент МТС Алексей Корня предложил «начать думать уже не про 5G, а сразу про 6G».

Напомним, что в лидерах по 5G сейчас Китай: в конце прошлого года три китайских телеком-оператора запустили 5G-связь в 50 городах, образовав крупнейшую в мире коммерческую сеть пятого поколения.

Оборудования для 6G пока не существует: создание сетей в терагерцовом диапазоне может потребовать прорывов в материаловедении, новых вычислительных архитектур, микрочипов и новых способов связи с источниками энергии. Стандарту связи шестого поколения не подходит привычная микроэлектроника, в которой для передачи данных используются электрические соединения: электрические каналы не могут обеспечить достаточно высокой скорости. 6G нужна оптоэлектроника — в ней данные передаются с помощью фотонных (световых) соединений.

Перспективным рынком оптоэлектронных компонентов для 6G и интернета вещей уже заинтересовался российский Сколтех. В начале февраля он предложил создать на своей территории центр по производству оптоэлектроники. На создание такого центра запросили 26,9 млрд рублей, источник финансирования пока не найден. На первом этапе планируется создать инфраструктуру для разработки и внедрения компонентной базы (9,2 млрд рублей), на втором — запустить мелкосерийное производство (17,7 млрд). Согласно проекту, в рамках центра будет создана рабочая группа ученых из десяти научно-исследовательских институтов и девяти производственных компаний, в числе потенциальных участников — Т8, «Крокус Наноэлектроника», профильные подразделения «Ростеха» и «Росатома», МГУ, МФТИ, МИФИ, ИТМО.