La Chine dévoile la première puce 6G « toutes fréquences » au monde capable d'atteindre des débits de 100 gigabits par seconde,

La puce établit également la base matérielle des réseaux natifs de l'IA

La Chine dévoile la première puce 6G « toutes fréquences » au monde capable d'atteindre des débits de 100 gigabits par seconde
la puce établit également la base matérielle des réseaux natifs de l'IA

La course vers la 6G s'intensifie, même si la 5G n'est pas encore pleinement déployée partout. Des scientifiques chinois annoncent avoir mis au point la première puce 6G « toutes fréquences » au monde. Cette nouvelle puce serait capable d'atteindre des débits Internet mobiles supérieurs à 100 gigabits par seconde. L'équipe a intégré l'ensemble du spectre de 0,5 GHz à 115 GHz dans une puce de la taille d'un ongle. Traditionnellement, une telle couverture nécessitait neuf systèmes radio distincts. Cette avancée pourrait contribuer à réduire la fracture numérique entre les communautés rurales et urbaines en étendant la couverture à l'ensemble du spectre sans fil.

La 6G est la future génération de réseau mobile, appelée à succéder à la norme 5G. Elle est encore en phase de recherche et de normalisation, et son lancement commercial est envisagé autour de 2030. La 6G promet d'offrir des débits supérieurs à ceux de la 5G, avec des vitesses de l’ordre de la centaine de gigabits par seconde. Elle promet aussi une latence quasi nulle, ce qui signifie une réactivité en temps réel et une fiabilité extrême pour des usages critiques.

Des scientifiques chinois viennent de présenter la première puce 6G au monde. Développée par des chercheurs de l'université de Pékin et de la City University of Hong Kong, la puce permettrait d'augmenter les vitesses de l'Internet mobile jusqu'à 100 gigabits par seconde, soit potentiellement 5 000 fois plus vite que les capacités actuelles dans les régions mal desservies. Elle pourrait améliorer considérablement l'accès à Internet dans les zones rurales et isolées.

La puce ne mesure que 11 mm sur 1,7 mm, et combine les communications par ondes millimétriques et térahertz avec les bandes micro-ondes à basse fréquence. Cela permet une commutation transparente entre les fréquences adaptées à la fois à la couverture à distance et aux applications à haut débit.

Les hautes fréquences offrent une bande passante massive et une latence ultra-faible, utiles pour des applications telles que la réalité virtuelle et les interventions chirurgicales. Les bandes plus basses offrent une couverture étendue, essentielle pour atteindre les montagnes reculées, les sites sous-marins et même l'espace.

L’industrie du mobile a déjà les regards tournés vers la 6G, alors même que la 5G n’est pas encore pleinement déployée partout. Cela s’explique par une logique d’anticipation : les cycles des technologies de télécommunication sont longs, et il faut près d’une décennie pour développer, tester, normaliser et déployer une nouvelle génération. Les acteurs travaillent donc dès aujourd’hui sur la 6G pour ne pas être en retard au moment de son lancement prévu vers 2030.

La photonique au cœur du système

Le matériel sans fil conventionnel fonctionne dans une plage étroite, ce qui entraîne des coûts élevés et une grande complexité lorsque plusieurs systèmes sont nécessaires. Pour surmonter cet obstacle, l'équipe s'est tournée vers la fusion photonique-électronique. Un modulateur électro-optique à large bande convertit les signaux sans fil en signaux optiques. Ceux-ci sont traités par des composants photoniques, tandis que la transmission utilise le mélange de fréquences entre des lasers accordables.


Toutes les unités fonctionnelles sont regroupées dans une petite puce. La qualité de la communication est restée stable sur l'ensemble du spectre pendant les tests. Le système a atteint un réglage de fréquence de 6 GHz en 180 microsecondes, soit des centaines de fois plus rapide qu'un clin d'œil. Son débit de données monocanal a dépassé 100 Gb/s. À titre de comparaison, la vitesse moyenne des réseaux mobiles ruraux aux États-Unis est d'environ 20 mégabits par seconde, selon les estimations de l'industrie.

« Le système peut générer rapidement, précisément et sans bruit des signaux de communication à n'importe quelle fréquence comprise entre 0,5 et 115 GHz », selon les chercheurs. La puce dispose d'une fonction de « navigation par fréquence », qui permet de passer à un canal clair en cas d'interférence.

« Si une bande subit des interférences ou des blocages, le système peut automatiquement et instantanément passer à un canal clair, à l'instar d'un conducteur expérimenté qui change de voie en douceur dans la circulation, garantissant ainsi une communication continue et ininterrompue », a déclaré le professeur Wang Cheng de l'université municipale de Hong Kong (CityU).

Comme il s'agit d'un prototype, les premiers réseaux commerciaux à l'utiliser ne verront pas le jour avant plusieurs années. Par ailleurs, les réseaux 6G nécessitent une infrastructure dédiée et des appareils compatibles pour fonctionner. C'est pourquoi la plupart des analystes du secteur prévoient que les applications commerciales ne seront pas disponibles avant 2030.

« Il est urgent de relever les défis liés au développement de la 6G. Alors que la demande en appareils connectés augmente rapidement, les réseaux de nouvelle génération doivent tirer parti des atouts des différentes bandes de fréquences », a déclaré l'un des membres de l'équipe, le professeur Wang Xingjun de l'université de Pékin, cité par China Science Daily. L'équipe a rapporté ses conclusions dans un article publié fin août dans la revue scientifique Nature.

Des cas d'usage stratégiques

Le professeur Shu Haowen de l'université de Pékin a déclaré que cette puce offre « une programmabilité polyvalente et un ajustement dynamique de la fréquence », trouvant ainsi un équilibre entre taille, consommation d'énergie et performances. Il est donc adapté aux lieux très fréquentés tels que les concerts ou les stades, où des milliers d'appareils se connectent simultanément. En gros, elle est optimisée pour des cas d'utilisation multiples et variés.

Wang Xingjun a déclaré que la puce établit également la base matérielle des réseaux natifs de l'IA. « Pour la première fois, elle établit une base matérielle pour un véritable « réseau natif de l'IA », capable d'ajuster dynamiquement les paramètres de communication via des algorithmes intégrés afin de faire face à des environnements électromagnétiques complexes, tout en effectuant une détection environnementale en temps réel », explique Wang Xingjun.

Les chercheurs visent désormais à créer des modules de communication plug-and-play, pas plus grands qu'une clé USB. Ceux-ci pourraient être intégrés dans les smartphones, les stations de base, les drones et les appareils connectés, ce qui pourrait accélérer l'arrivée de réseaux 6G flexibles et intelligents.

La course vers la 6G : un nouvel enjeu de sécurité nationale

La Chine est fortement impliquée dans la course vers la 6G, à la fois sur le plan scientifique, industriel et stratégique. Depuis plusieurs années, Pékin a lancé des programmes nationaux de recherche dédiés à cette technologie et finance des laboratoires spécialisés. Les grandes entreprises chinoises des télécoms, comme Huawei, ZTE ou China Mobile, investissent massivement dans le développement de prototypes, de brevets et de normes techniques.


En 2023, un groupe de chercheurs dirigé par le professeur Chan Chi-hou de la CityU de Hong Kong a dévoilé la première antenne au monde pour la 6G. Selon l'équipe, cette antenne révolutionnaire peut contrôler de manière dynamique cinq aspects cruciaux des ondes électromagnétiques grâce à un logiciel. Elle règle simultanément l'intensité, la synchronisation, la fréquence, la direction et les vibrations des ondes, marquant une avancée significative.

L'équipe de recherche a baptisé ce prototype « antenne universelle à métasurface micro-ondes ». Son utilisation potentielle dans des systèmes d'information avancés, la sécurité des données, le transfert d'énergie sans fil et la direction contrôlée des signaux en font une technologie polyvalente pour la 6G.

Contrairement à la Chine, où l’État joue un rôle moteur, aux États-Unis ce sont surtout les Big Tech et télécoms (Qualcomm, Apple, Intel, AT&T, Verizon…) qui mènent les recherches. Le gouvernement fédéral soutient cependant ces efforts à travers des programmes comme le Next G Alliance, lancé par l’Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS), qui fédère industriels, universités et agences publiques autour de la feuille de route 6G.

Washington considère la 6G comme un enjeu de sécurité nationale. Après avoir pris du retard sur la 5G face à la Chine, les États-Unis veulent éviter de dépendre d’infrastructures étrangères. Le pays mise donc sur l’innovation dans les domaines des puces, du cloud, de l'IA et de la cybersécurité pour rester leader dans la prochaine génération de réseaux. Bien que les recherches et les tests se poursuivent, les prototypes matériels sont encore absents.

Sur le Vieux continent, l’Union européenne a lancé le projet Hexa-X (piloté par Nokia et Ericsson), puis Hexa-X-II pour préparer la 6G. Ces programmes rassemblent opérateurs, équipementiers, instituts de recherche et universités à travers le continent, avec un financement public massif via Horizon Europe.

Santé et technologie 6G : entre promesses et précautions

Il est essentiel de prendre en considération les préoccupations liées à la santé qui ont émergé avec l'essor des réseaux sans fil, en particulier avec l'introduction de nouvelles générations de technologies.

L'une des principales inquiétudes soulevées par la 6G, tout comme ses prédécesseurs, concerne les effets potentiels des ondes électromagnétiques sur la santé humaine. Les antennes et les dispositifs nécessaires pour soutenir la 6G émettront probablement des niveaux plus élevés de radiations électromagnétiques que les technologies précédentes. Bien que la recherche sur les effets des ondes électromagnétiques soit en cours, des préoccupations persistent quant à l'impact possible sur le bien-être général, notamment en ce qui concerne les risques de cancers, les troubles du sommeil, les maux de tête et d'autres problèmes de santé.

L'absence de consensus scientifique absolu sur ces risques potentiels ajoute une complexité supplémentaire à cette question. Certains chercheurs soutiennent qu'il n'y a pas suffisamment de preuves pour établir un lien direct entre les ondes électromagnétiques des réseaux sans fil et des effets néfastes sur la santé, tandis que d'autres appellent à la prudence en soulignant les lacunes dans la recherche existante.

Il est impératif que les déploiements de la 6G soient accompagnés d'études approfondies et indépendantes sur les risques potentiels pour la santé, afin de garantir une compréhension approfondie des effets à long terme de cette technologie. Les organismes de régulation et les industries impliquées doivent être transparents dans la communication des résultats de ces recherches et prendre des mesures pour minimiser tout risque identifié.

Bien que la 6G promette des avancées technologiques exceptionnelles, il est crucial de rester attentif aux préoccupations liées à la santé et de veiller à ce que les progrès technologiques soient équilibrés avec des évaluations rigoureuses des risques potentiels. Cela garantira que la mise en œuvre de la 6G s'accompagne de mesures adéquates pour protéger la santé publique.

Conclusion

La puce 6G des scientifiques chinois est considérée comme un pas en avant vers la réduction de la fracture numérique entre les centres urbains et les communautés rurales. Contrairement aux technologies 5G actuelles, qui sont limitées à des bandes de fréquences spécifiques, la nouvelle puce 6G « toutes fréquences » couvre un large spectre allant de 0,5 GHz à 115 GHz, ce qui permet des performances fluides dans divers environnements sans fil.

Compacte, cette puce ne mesure que 11 mm sur 1,7 mm et pourrait remplacer plusieurs composants qui géraient auparavant différentes gammes de fréquences. Elle offre des vitesses de l'ordre de 100 gigabits par seconde, permettant par exemple de télécharger un film 8K de 50 Go en quelques secondes.

Malgré ses avantages potentiels, la technologie 6G n'est pas sans susciter certaines inquiétudes. Elle suscite des craintes similaires à la précédente génération de réseaux mobiles. Les détracteurs soulignent les risques pour la santé liés à l'augmentation des rayonnements électromagnétiques, en particulier à des fréquences plus élevées, ainsi que les menaces croissantes en matière de cybersécurité dues au nombre massif d'appareils connectés.

Les coûts environnementaux, les questions de confidentialité des données et la possibilité d'un creusement des inégalités, si les zones rurales sont laissées pour compte, font également partie des préoccupations. Alors que les discussions se poursuivent, cette puce chinoise accentue la pression sur ses rivaux.

Source : article des chercheurs chinois

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