2019年11月8日—10日，中国电子学会第二十六届信息论学术年会在广西南宁市广西大学召开。电院计算机系长聘教轨副教授程帆获得大会青年新星奖。

中国电子学会信息论学术年会是中国信息论界年度旗舰级学术会议。青年新星奖由中国信息论学会提名并由专家评审通过，在于鼓励信息论研究领域的青年学者。程帆此次获奖的是他在信息不等式的高斯分布--热传导方程的完全单调理论方面的开创性工作。

1948年，Shannon在开创信息论的工作中，除了给出应用广泛的信道、信源编码定理，同时也奠定了信息论的数学基础，创造了一系列的数学工具。70多年来，这些数学工具支撑起了信息论的大厦，也推动了通信理论和产业的发展。现在，对于更复杂、更高要求的通信场景需求，这套工具已经力不从心。国际信息论届一直致力于信息论基础数学工具的研究，但一直进展不大，都没有能够超出Shannon奠定的数学基础。

历史上，高斯分布--热传导方程的完全单调理论最早是美国科学院院士H. P. McKean在1966年开始研究，但他只是做出了一个简单的猜测，并没有被理论界正式认可，后来基本无人问津。2001年，法国数学家、2010年Fields奖得主Cedric Villani将H. P. Mckean的工作写进了相关的教科书。 

 

完全独立于McKean的工作，程帆教授在2013年首次提出了高斯分布--热传导方程的完全单调理论, 并在数学上给出了强力的证据。这项工作获得了Cedric Villani的认可以及技术上的指点。迄今，欧美信息论届顶级学者对这个工作已经表示严重关注和认可。加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系教授，1998年国际信息论界年度最佳论文奖得主Venkat Anantharam曾经在推荐信中表示 “If the complete monotonicity conjecture that is made in these papers turns out to be true it will dramatically improve our understanding of one of the most of important dynamics in statistics, information theory, and the theory of partial differential equations.”

程帆介绍：“最开始这个工作出来的时候，国内外同行们对于这个结果都表示震惊，但经过这几年的反复讨论，也逐渐有了一些更清晰的认识：从纯理论的角度讲，完全单调性这个结果极其漂亮，这意味着在基础理论上一定会有非常大的突破，未来在应用上也会有很大的作用，但是具体在哪个问题上可以应用，也是一直在探索的问题。最近几年，我们广泛和国际上相关学者进行了深入的交流，2019年我们进一步提出了高斯分布的信息表示的分解模型。据此，我们从技术上判断，完全单调性可以极大的简化和高斯噪音相关的信道、信源模型的容量的分析问题。我们现在非常感兴趣的一点是：用完全单调性来解决高斯干扰信道的信道容量问题。我们直觉上判断这是很有可能的。高斯干扰信道是现代信息通信领域最基本的信道模型，也是信息论界最重要的几个开放性问题之一。如果这个问题可以获得突破，那将会对现代无线通信系统产生难以估量的作用。通信和计算是不可分割的，而信息就是她们的载体。这个理论对于基础的计算模型也会有极大地推动，在安全传输、信息隐藏等应用方向也会有重大影响。我们组建了一个跨学科的顶级研究团队来进行信息论与数学交叉的基础理论研究，目前已经获得了千万级别的自由探索基金支持。“

程帆目前是计算机系信息与计算实验室负责人，同时也负责上海交通大学计算机科学与工程系—360金融人工智能联合实验，致力于信息科学领域基础数学理论研究。主要研究兴趣包括信息论、机器学习理论、量子计算等等。

历史上，中国信息通信界的数位先驱都曾求学于上海交通大学。近年来我校一直致力于基础理论研究，鼓励探索信息领域重大前沿问题，为年轻学者的成长提供了优越的环境。

作者： 电子信息与电气工程学院计算机系 供稿单位： 电子信息与电气工程学院