7月6日,國開啟科量子技術(上海)有限公司(以下簡稱“啟科量子”)發布其新一代商用QKD設備QCS-288。據創始人陳柳平在發布會上介紹,QCS-288較同類QKD(量子密匙分發)設備成分辨率提升25%以上。
截至2021年7月,啟科量子已申請和授權核心專利近百項,承當多項國家及行業標準制定工作,包括《量子秘鑰分發(QKD)系統技術要求》、《量子秘鑰分發(QKD)系統測試方式》等,本次發布會推出了啟科量子新一代量子通訊系統QCS-288,該產品支持各種光纖通訊應用場景保密需求,可為骨干網、城域網和接入網提供有效的安全服務。
我們為何須要量子通訊技術?它解決了什么實際問題?發布會后,啟科量子首席執行官陳柳平和量子估算執行經理韓琢接受了等媒體專訪,向我們介紹了量子通訊的大致原理與應用,并分享了公司未來逐漸建立「量子網路」的看法思路。
我們為何須要量子通信?
三天,地下工作者Alice向同伴Bob發送信息:“交易地點,世紀大街13號口”。
不巧的是,這條信息被反對派黑客查獲,緣由是傻萌的Alice使用了「明文」發報,要曉得,雖然技術最爛的情報員量子傳輸速度,讀明文猶如讀12345一樣簡單。
交易失敗,Bob被抓。
第二次,Alice長了記性采用了「橢圓算法」(ECC)——一種非對稱式加密算法,對相同的信息進行加密。Bob2號收到Alice發過來的橢圓曲線、基點以及公開秘鑰,解開了消息原文,順利完成交易。
ECC算法的物理理論十分晦澀和復雜,解算工作對算力需求呈指數下降,根據當時的芯片水準,即使將全世界的計算機算力聯合上去都無能為力。
這回,苦苦鉆研10年密碼學的在ECC面前敗了北。Alice和Bob2號在反對派眼瞼底進行了六年交易,平安無事,并為組織作出了卓越貢獻。
六年間,沒有舍棄,他另辟蹊徑地選擇攻破量子信息技術難關,通過不懈努力研發出了一臺量子計算機。這臺計算機就能大大提高破解ECC的速率,曾經須要1萬年的解算時間,在量子計算機面前只需“打個響指的時間”。
當Alice依然在使用ECC加密器電報機與同伴聯絡時,不料接連失敗,Bob2號、3號、4號…一個個撲街,事情顯得奇怪…
沒錯,在量子計算機面前,無論是ECC還是RSA加密過的信息都仿佛明文一樣不堪一擊。
怎樣對抗的破解能力?研究出一套新的加密算法?不。
正所謂:以其人之道還治其人之身。
Alice和Bob之間開始用量子通訊保護數據的隱私和安全。
“根據量子熱學,量子不可分割、不可復制。也就是說,量子信息技術既可拿來構建新型計算機,也借助其「不可監聽性」為信息保密。假如說量子估算是「矛」,量子通訊就是「盾」。”啟科量子量子估算執行經理韓琢比喻道,“支付寶、網上建行、亦或是電網與電網之間傳輸信息,在明天全部是被加密的,而且好多加密合同都將在量子估算到來時擊潰,我們不可能等到那三天到來以后再想解決辦法。”
闊步踏入商用量子通訊
啟科量子()創立于2019年,僅用16個月就完成了城域網高速量子通訊系統等系列第一代產品的研制,現已開始步入市場化階段,通訊產品及解決方案早已布局了政務網、智慧城市、大數據、智能車輛、軌道交通等多個領域。
“無論采用哪種加密算法。用戶在數據傳輸過程中泄露或被監聽的風險是普遍存在的,所以我們采用量子通訊技術的方法來保護數據傳輸的安全。”陳柳平介紹到,“我們的量子通訊設備借助量子秘鑰分發技術,給它提供秘鑰,用戶就通過秘鑰來加密她們自己的數據。”
作為國外領先的量子信息設備制造及服務提供商,啟科量子在本次發布會上,展示了公司在量子通訊和量子估算領域的系列產品和階段性科技成果,包括新一代QKD設備、QKD專用光芯片以及分布式離子阱量子計算機工程機。
正如2G、3G、4G網路一樣,量子通訊設備也在逐漸迭代,速率與效率同步升級。
QCS-288設備及解決方案采用QKD和PQC融合設計思路,在解決QKD預置秘鑰問題的同時,填補PQC待驗證的常年性,借以提升網路安全。據陳介紹,啟科量子的QKD設備已布局國外智慧城市、軌道交通以及地區政務系統,并很快會宣布與更多行業的合作項目。新品QCS-288具備更傳球輸距離,成分辨率是同類產品的125%。
圖,啟科量子CEO陳柳平
在「盾」被市場逐漸認可的同時,啟科早已走在了構建「矛」的路上。
發布會上,啟科公開了AbaQ系列工程化離子阱量子計算機,其總體設計突出彰顯了分布式離子阱量子估算的特性。離子阱節點以中國鼓的方式進行模塊化設計,增強了系統的擴充性,為之后節點擴容提供便利。工業設計上融合了人體工程學原理,增強了系統的使用舒適性和維護便利性,各類細節設計兼具科技感和便利性。
圖,啟科量子量子估算執行經理韓琢
依據陳的構想,啟科的量子通訊+量子估算技術方案,對于完整設計并建立獨立于現有網路的新一代量子網路,具有較為扎實的技術及產品基礎。
目前,量子網路的建立有兩種思路。
一是借助傳統計算機,通過光纖傳輸量子秘鑰。“現有的量子加密網是把一個精典計算機,蘋果的電腦和華為電腦,采用QKD設備在光纖里傳輸秘鑰,我們再進行加密。那未來的量子網路就是第二種思路:一臺量子計算機和另一臺量子計算機直接相連。”也就是量子互聯網(),這也是韓琢團隊當前的研制思路和理想目標。
“有別于精典態傳輸,量子互聯網是以量子計算機為基礎,直接通過量子態在光纖中傳輸信息。”韓解釋道。
“可以說,我們是在技術上,國外少有才能融合量子通訊和量子估算的公司。”陳柳平補充道。
資本推動,啟科加速
按照波士頓咨詢(BCG)公司預測,到2030年量子估算應用的市場規模有望達到500億歐元。美國科技大鱷IBM、、微軟、等更是提早布局著量子云估算,占據未來發展先機。
為推動量子信息技術的商業化應用,2020年末,啟科量子完成了5000億元天使輪融資,陳表示該資金將用于公司新一代大型化的量子通訊設備研制與量產,以及離子阱量子計算機的研制,在公司常年目標與短期贏利之間找尋平衡點。
“目前公司融資計劃在逐步進行。每位階段,我們要推出新產品,滿足用戶與市場的需求量子傳輸速度,須要外部資金步入。”在被媒體問及后續融資情況時,陳柳平表示相關溝通正在進行,并對下一輪融資飽含希望,但具體細節不便透漏。
注意到,為獲得資本進一步關注,啟科量子正在著手產品的測量認證。
陳柳平接受提問時表示,啟科正在和檢查機構積極溝通,計劃把設備和解決方案一齊送過去,若有新進展將第一時間和外界溝通。陳覺得,測量認證將幫助QCS-288系列設備進一步獲得市場的認可和關注。
從歷史角度來看,新技術的應用普及離不開人才儲備和供應鏈的構建。這么,國外量子信息產業走到哪一步了呢?陳柳平覺得,中國量子通訊產業鏈已實現全省產,不比美國差。“我們的(量子通訊)雖然在世界一流梯隊,現階段只是在少量核心元件如芯片性能與美國有差別。比如我們的FPGA芯片、高速射頻電路芯片,美國有幾六年時間積累,但我們也有10多年積累,正在奮起直追,性能參數上稍稍有些差別,但已具備足夠可用性。”
“我們目前遇見的最大問題就是人才,國外相關培養在過去六年里才剛才起步。好消息是,隨著理論知識的普及,越來越多優秀人才通過學習和實踐加入量子信息領域。我在陌陌上加了好多愛好者群,包括一些專業的量子技術從業者人員、學生,到了2020年,群里日漸活躍,也組織了一些線下的活動。這說明人們在關注量子技術,更多的人想通過學習,成為量子產業的一部份。發布會上,你們可以聽到我們的產品設計蠻科技感,我們的辦公室更有未來感、科技感,希望借此吸引更多人關注。明天,見到越來越多人加入啟科或則其他量子信息技術公司,我更有信心中國量子產業是加速前進和發展的。”
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