Investigación y Desarrollo

La exploración científica y la innovación tecnológica hacen avanzar a la civilización y a la sociedad. Huawei entiende la importancia de la investigación y la innovación y cómo la apertura es fundamental para ambas. Estamos preparados y dispuestos a trabajar con el mundo académico y la industria para explorar las fronteras de la ciencia y la tecnología, impulsar la innovación, crear valor para la industria y la sociedad en su conjunto, y construir un mundo inteligente mejor.

Investigación básica: Superar los cuellos de botella teóricos e industriales con una inversión paciente en comunicaciones y computación

Las matemáticas son la reina de las ciencias y la clave del nuevo mundo de las comunicaciones, la informática y la IA. Por esta razón, Huawei lleva a cabo constantemente investigaciones sobre teoría matemática y sus aplicaciones.

En el campo de la teoría y algoritmia de matrices aleatorias, creamos un nuevo método para estimar el valor singular mínimo de una matriz aleatoria n × n de un sistema lineal disperso ejecutando un algoritmo en tiempo $$ \widetilde{O}\left(n^{\frac{3 \omega-4}{\omega-1}}\right) $$ donde ω es el exponente de multiplicación de la matriz. El artículo que desarrolla este método fue aceptado en 2022 por el Simposio Anual ACM sobre Teoría de la Computación (STOC), la conferencia insignia del Grupo de Interés Especial en Algoritmos y Teoría de la Computación.

En cuanto al entrenamiento de modelos de aprendizaje profundo, propusimos el método de retropropagación de lógica booleana. Este avance en los principios matemáticos ayuda a resolver problemas relacionados con la optimización de variables binarias hiperdimensionales y hace posible tanto la realización de algoritmos de aprendizaje profundo en el campo booleano como el rendimiento de un modelo de precisión total mediante verificación simulada.

En el campo de la teoría de topos y la semántica, propusimos una teoría matemática completamente nueva para el aprendizaje semántico, creando un marco público para la topología algebraica y las proposiciones lógicas. También propusimos los primeros espacios de información semántica del mundo basados en grupos, conjuntos parcialmente ordenados y groupoides, que explican bien los resultados experimentales de Roger N. Shepard, Carl I. Hovland y Herbert M. Jenkins. El experimento demuestra que el nuevo modelo de red neuronal no es sólo un "loro estadístico", ya que puede alcanzar una inteligencia más parecida a la de los animales y los humanos.

También hemos buceado profundamente en las teorías de las comunicaciones y la informática, explorando, desafiando y acercándonos constantemente al límite teórico.

En el campo de la teoría de la información, propusimos un método de codificación basado en grafos de acoplamiento multilateral. Este método nos permite aumentar el rendimiento en unos 0,5 dB en escenarios de comunicaciones ópticas a una velocidad de Tbit/s a miles de kilómetros, acercándonos al límite de Shannon.

Hemos superado sistemáticamente los límites de la codificación entrópica con nuestro algoritmo de codificación de datos no estructurados HZU, gracias al cual descubrimos la transformación no lineal rápida y el método de predicción de contexto ligero. Este algoritmo puede generar resultados superiores a los del paradigma de compresión Lempel-Ziv (LZ) y aumentar la relación de compresión en torno a un 30%.

En el campo de la optimización de redes, creamos un modelo de política de precios de red (NPP) sensible a la topología y un método de optimización dispersa autoadaptativo para resolver problemas en torno a flujos en redes que poseen cientos de miles de nodos y decenas de millones de enlaces, mejorando en órdenes de magnitud la velocidad de resolución de problemas. También propusimos el CLIModel, basado en el mecanismo de asimilación biológica, que mejora en más de cinco veces la eficacia de la configuración de redes. El artículo sobre este modelo ha recibido el premio al mejor artículo de ACM SIGCOMM 2022.

En el campo de la informática y la IA, introdujimos un método de asignación y programación capaz de minimizar los costes de comunicación y maximizar el paralelismo a nivel de tarea de forma ponderada. Basándonos en este método, construimos Fold3D, un marco de entrenamiento paralelo tridimensional que ofrece un rendimiento un 25% superior al de los principales sistemas de la industria.

En el campo del aprendizaje automático, fuimos los primeros en demostrar que existían soluciones analíticas para la divergencia óptima de Kullback-Leibler (KL) y la varianza inversa óptima del modelo probabilístico de difusión (DPM). Este avance tiene el potencial de mejorar la eficiencia del muestreo entre 20 y 80 veces, por lo que el trabajo de investigación relacionado ha recibido el premio ICLR 2022 Outstanding Paper Award.

Innovación tecnológica: Impulsar el desarrollo del sector para dar paso a un nuevo mundo de experiencia de 10 gigabits, 100.000 millones de conexiones e inteligencia nativa

Redes inalámbricas

Hemos estado trabajando con la industria mundial para explorar y definir la 6G, y también hemos propuesto seis pilares tecnológicos para la 6G.

Damos la misma importancia a la innovación teórica y a la verificación de prototipos, y hemos presentado el primer sistema prototipo de comunicaciones de terahercios a 220 GHz con una velocidad punta de 240 Gbit/s.

En cuanto a las comunicaciones a corta distancia, utilizamos ondas milimétricas para lograr una experiencia de usuario extraordinaria con un caudal de más de 10 Gbit/s y una latencia inferior al milisegundo.

Creamos una innovadora arquitectura híbrida de antenas que combina superficies reflectantes y reconfigurables, logrando una ganancia de cobertura de casi 41 dB en la banda de 10 GHz en escenarios sin línea de visión directa (NLOS).

Completamos la primera prueba de campo del mundo de verificación de acceso móvil a satélites de órbita terrestre baja basada en protocolos 5G NR, y también nos convertimos en los primeros en realizar simultáneamente comunicaciones de alta velocidad e imágenes de alta precisión a nivel milimétrico en la banda de frecuencia de terahercios manteniendo el mismo hardware y la misma forma de onda.

Redes ópticas

Seguimos trabajando para aumentar la velocidad de longitud de onda única para la transmisión de larga distancia de 400 Gbit/s a 800 Gbit/s, profundizando en tecnologías clave como el diseño de formas de onda no lineales de baja complejidad para señales de alta velocidad y moduladores optoelectrónicos de velocidad ultrarrápida de 200 GBaudios.

También hicimos avances en amplificadores ópticos de banda S + C + L de espectro ultraancho, algoritmos de modulación de orden superior de nueva generación y mejoramos la ecualización del rendimiento de los sistemas ópticos de espectro amplio, ampliando el espectro óptico en un 50%.

Durante una prueba conjunta in situ con Orange, establecimos un nuevo récord de transmisión de 157 Tbit/s en una sola fibra a una distancia de 120 kilómetros.

El equipo de pruebas conjunto que estableció el récord, con miembros tanto de Orange como del Laboratorio de Tecnología de Comunicación Óptica de Huawei en París.

Comunicación de datos

Nuestra última red de centros de datos (DCN) a nivel de bus utiliza una novedosa arquitectura que permite la convergencia de Ethernet, Fibre Channel (FC) e InfiniBand (IB), logrando un gran avance en el rendimiento de las redes de computación y almacenamiento de alto rendimiento.

Hemos seguido construyendo sistemas de tecnología Ethernet de nueva generación. Al complementar los circuitos digitales con otros analógicos, hemos reducido el consumo de energía en torno al 50%. Al separar la detección de errores de la corrección de errores, hemos reducido la latencia de la interfaz en casi un 70%. Al adoptar un corte flexible, hemos creado líneas privadas a n x 10 Mbit/s.

O&M inteligente

los datos de los elementos de red y evita el modelado en silos para O&M. En comparación con los modelos anteriores, cada uno de los cuales soportaba una única tarea, este nuevo modelo puede soportar múltiples tareas posteriores, como el análisis de datos de fallos, el análisis de causa raíz (RCA), las respuestas a las quejas de los clientes, el análisis de señalización inteligente y la asistencia para cambios, al tiempo que mejora enormemente su eficiencia.

Al emplear una tecnología de optimización en paralelo de parámetros inalámbricos a escala ultra grande, hemos podido aumentar la tasa de borde de celda de los usuarios de enlace descendente 5G en más de un 10%.

Nube y computación

Como parte de nuestro trabajo para abordar los retos de rendimiento y latencia que presentan las comunicaciones entre chips y entre servidores en la informática heterogénea, hemos redefinido la arquitectura de bus para las comunicaciones de clústeres informáticos y unificado los estándares de interconexión entre chips y nodos. Esto significa que la migración en vivo de máquinas virtuales puede realizarse en apenas milisegundos, lo que aumenta sustancialmente la eficiencia de la red.

Lanzamos la primera plataforma de software de clústeres informáticos heterogéneos del sector, que mejora la utilización de los recursos informáticos en más de un 35% y acelera el rendimiento en más de un 100% en escenarios como el análisis y la recuperación de big data en profundidad.

Unidad de Negocio de Consumo

Lanzamos nuestra nueva marca de fotografía móvil, XMAGE, para ofrecer a los consumidores nuevas funciones de retrato y modo nocturno a través de innovadoras tecnologías de fotografía móvil.

Hemos diseñado una exclusiva bisagra de ala de halcón de doble rotación que, combinada con acero de altísima resistencia y materiales flexibles, hace que los teléfonos plegables sean más duraderos, mucho más ligeros y conserven sus pantallas planas, independientemente de cuántas veces se plieguen.

Al seguir investigando en materiales y métodos de producción, hemos logrado avances que han revolucionado los teléfonos. El robusto Kunlun Glass ha hecho que nuestros teléfonos sean 10 veces más resistentes a las caídas, y uno de nuestros últimos modelos de teléfono, reforzado con Kunlun Glass, se convirtió en el primero en obtener la certificación de cinco estrellas de resistencia a las caídas de vidrio de la SGS de Suiza.

Algoritmos de IA

Lanzamos ZooD, una tecnología de biblioteca de modelos que admite funciones de búsqueda. Gracias a Ascend, MindSpore y Huawei Cloud, este avance mejora el rendimiento de los modelos en más de un 30%. Nuestro OptVerse AI Solver también hizo su debut en 2022, haciendo posible resolver problemas de optimización que implican decenas de millones de variables y restricciones en múltiples escenarios.

Por primera vez, realizamos la compresión mediante cuantización de modelos generativos, aumentando sus ratios de compresión en más de 10 veces sin afectar al rendimiento. La actualización de la tecnología de destilación paralela consigue multiplicar por 100 la velocidad de cuantificación, lo que permite un mejor despliegue de los modelos de precisión total de Huawei Cloud que tienen cientos de millones, decenas de miles de millones o incluso cientos de miles de millones de parámetros.

Software fundacional

Seguimos invirtiendo pacientemente en tecnologías fundacionales que profundizarán nuestras raíces en la industria del software.

Al innovar en arquitecturas de micronúcleo, almacenamiento y programación para sistemas operativos, hemos aumentado significativamente la utilización de los recursos de hardware.

Los logros pioneros que hemos alcanzado en motores de almacenamiento de fusión, bases de datos totalmente encriptadas y optimizadores basados en IA gracias a la introducción de GaussDB han agudizado nuestra ventaja competitiva en rendimiento, seguridad y disponibilidad.

Hemos mantenido nuestro compromiso con una estrategia de código abierto y una mentalidad abierta a la hora de crear ecosistemas de software. Gracias a nuestra cooperación con actores de todo el sector, openEuler, openGauss y otros ecosistemas de software están ahora en vías de experimentar un rápido desarrollo.

• Los ecosistemas openEuler, openGauss y MindSpore han reunido a más de 2.000 socios y más de tres millones de desarrolladores, con más de tres millones de instalaciones de openEuler hasta la fecha.
• HarmonyOS se ha implantado en 330 millones de dispositivos Huawei. Este crecimiento se ha visto respaldado por nuestra colaboración con más de dos millones de desarrolladores y más de 2.300 socios HarmonyOS Connect dentro del ecosistema HarmonyOS.

Seguridad y fiabilidad

Seguimos dedicados a la investigación de tecnologías relacionadas con la seguridad y la fiabilidad y trabajamos duro para mejorar las tecnologías y capacidades de ingeniería, como la ingeniería de software y la ingeniería de sistemas en el ámbito de I+D, con el fin de construir productos seguros, resistentes, fiables y de calidad para los clientes.

Hemos construido un sistema de ingeniería de ciberseguridad IPD-SFP de extremo a extremo que abarca I+D, adquisiciones y entrega y servicios. Al institucionalizar las mejores prácticas e incorporarlas a los procesos empresariales y a las plataformas operativas de TI, estamos desarrollando capacidades avanzadas de ciberseguridad.

Hemos creado una metodología de diseño de sistemas digitales que se centra en activos de diseño completamente digitales y permite transmitir o transferir cantidades masivas de documentos. Con este método, los activos empíricos de sistemas complicados a gran escala pueden reutilizarse ahora de forma más eficiente, aumentando la agilidad del diseño y la verificación.

Huawei es un miembro activo y un importante colaborador de comunidades de código abierto como Rust y de organizaciones de normalización como ISO, ITU-T, 3GPP e IETF. Juntos, estamos sentando las bases de la confianza en el mundo digital.

Intercambiar, iluminar, explorar: Traspasar las fronteras físicas para encender el espíritu de la investigación y el intercambio académico

La exploración científica es una empresa que depende de la comunicación, el intercambio, la cooperación y la inversión paciente. La investigación científica es más poderosa cuando está impulsada por un estrecho compromiso y colaboración entre científicos y expertos. Huawei permanece abierta a la colaboración y siempre está buscando unir sus manos con destacados investigadores y socios de todo el mundo para abordar los mayores desafíos de nuestro tiempo.

En 2022, Huawei lanzó oficialmente el sitio web de tecnología Chaspark, que ha atraído a más de 120.000 usuarios autenticados de múltiples campos académicos. Tenemos la intención de convertir Chaspark en una plataforma abierta de clase mundial para los intercambios académicos. Hasta la fecha, la plataforma ha presentado más de 7.000 artículos sobre temas candentes y trabajos de investigación, más de 2.200 actividades académicas y 285 retos técnicos, lo que ha permitido a expertos de fuera de Huawei proponer sus propias soluciones.

En junio de 2022 se publicó el primer número de la revista trimestral Communications of Huawei Research , que documenta y comparte los últimos descubrimientos de los investigadores, tanto de dentro como de fuera de Huawei, de los distintos ámbitos de investigación en los que participa la empresa. Hasta el 31 de diciembre de 2022, habíamos publicado tres números, incluyendo 39 artículos académicos y resultados de investigación de más de 170 científicos de Huawei e investigadores externos.