7月6日,国开启科量子技术(上海)有限公司(以下简称“启科量子”)发布其新一代商用QKD设备QCS-288。据创始人陈柳平在发布会上介绍,QCS-288较同类QKD(量子密匙分发)设备成分辨率提升25%以上。
截至2021年7月,启科量子已申请和授权核心专利近百项,承当多项国家及行业标准制定工作,包括《量子秘钥分发(QKD)系统技术要求》、《量子秘钥分发(QKD)系统测试方式》等,本次发布会推出了启科量子新一代量子通讯系统QCS-288,该产品支持各种光纤通讯应用场景保密需求,可为骨干网、城域网和接入网提供有效的安全服务。
我们为何须要量子通讯技术?它解决了什么实际问题?发布会后,启科量子首席执行官陈柳平和量子估算执行经理韩琢接受了等媒体专访,向我们介绍了量子通讯的大致原理与应用,并分享了公司未来逐渐建立「量子网路」的看法思路。
我们为何须要量子通信?
三天,地下工作者Alice向同伴Bob发送信息:“交易地点,世纪大街13号口”。
不巧的是,这条信息被反对派黑客查获,缘由是傻萌的Alice使用了「明文」发报,要晓得,虽然技术最烂的情报员量子传输速度,读明文犹如读12345一样简单。
交易失败,Bob被抓。
第二次,Alice长了记性采用了「椭圆算法」(ECC)——一种非对称式加密算法,对相同的信息进行加密。Bob2号收到Alice发过来的椭圆曲线、基点以及公开秘钥,解开了消息原文,顺利完成交易。
ECC算法的物理理论十分晦涩和复杂,解算工作对算力需求呈指数下降,根据当时的芯片水准,即使将全世界的计算机算力联合上去都无能为力。
这回,苦苦钻研10年密码学的在ECC面前败了北。Alice和Bob2号在反对派眼睑底进行了六年交易,平安无事,并为组织作出了卓越贡献。
六年间,没有舍弃,他另辟蹊径地选择攻破量子信息技术难关,通过不懈努力研发出了一台量子计算机。这台计算机就能大大提高破解ECC的速率,曾经须要1万年的解算时间,在量子计算机面前只需“打个响指的时间”。
当Alice依然在使用ECC加密器电报机与同伴联络时,不料接连失败,Bob2号、3号、4号…一个个扑街,事情显得奇怪…
没错,在量子计算机面前,无论是ECC还是RSA加密过的信息都仿佛明文一样不堪一击。
怎样对抗的破解能力?研究出一套新的加密算法?不。
正所谓:以其人之道还治其人之身。
Alice和Bob之间开始用量子通讯保护数据的隐私和安全。
“根据量子热学,量子不可分割、不可复制。也就是说,量子信息技术既可拿来构建新型计算机,也借助其「不可监听性」为信息保密。假如说量子估算是「矛」,量子通讯就是「盾」。”启科量子量子估算执行经理韩琢比喻道,“支付宝、网上建行、亦或是电网与电网之间传输信息,在明天全部是被加密的,而且好多加密合同都将在量子估算到来时击溃,我们不可能等到那三天到来以后再想解决办法。”
阔步踏入商用量子通讯
启科量子()创立于2019年,仅用16个月就完成了城域网高速量子通讯系统等系列第一代产品的研制,现已开始步入市场化阶段,通讯产品及解决方案早已布局了政务网、智慧城市、大数据、智能车辆、轨道交通等多个领域。
“无论采用哪种加密算法。用户在数据传输过程中泄露或被监听的风险是普遍存在的,所以我们采用量子通讯技术的方法来保护数据传输的安全。”陈柳平介绍到,“我们的量子通讯设备借助量子秘钥分发技术,给它提供秘钥,用户就通过秘钥来加密她们自己的数据。”
作为国外领先的量子信息设备制造及服务提供商,启科量子在本次发布会上,展示了公司在量子通讯和量子估算领域的系列产品和阶段性科技成果,包括新一代QKD设备、QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机。
正如2G、3G、4G网路一样,量子通讯设备也在逐渐迭代,速率与效率同步升级。
QCS-288设备及解决方案采用QKD和PQC融合设计思路,在解决QKD预置秘钥问题的同时,填补PQC待验证的常年性,借以提升网路安全。据陈介绍,启科量子的QKD设备已布局国外智慧城市、轨道交通以及地区政务系统,并很快会宣布与更多行业的合作项目。新品QCS-288具备更传球输距离,成分辨率是同类产品的125%。
图,启科量子CEO陈柳平
在「盾」被市场逐渐认可的同时,启科早已走在了构建「矛」的路上。
发布会上,启科公开了AbaQ系列工程化离子阱量子计算机,其总体设计突出彰显了分布式离子阱量子估算的特性。离子阱节点以中国鼓的方式进行模块化设计,增强了系统的扩充性,为之后节点扩容提供便利。工业设计上融合了人体工程学原理,增强了系统的使用舒适性和维护便利性,各类细节设计兼具科技感和便利性。
图,启科量子量子估算执行经理韩琢
依据陈的构想,启科的量子通讯+量子估算技术方案,对于完整设计并建立独立于现有网路的新一代量子网路,具有较为扎实的技术及产品基础。
目前,量子网路的建立有两种思路。
一是借助传统计算机,通过光纤传输量子秘钥。“现有的量子加密网是把一个精典计算机,苹果的电脑和华为电脑,采用QKD设备在光纤里传输秘钥,我们再进行加密。那未来的量子网路就是第二种思路:一台量子计算机和另一台量子计算机直接相连。”也就是量子互联网(),这也是韩琢团队当前的研制思路和理想目标。
“有别于精典态传输,量子互联网是以量子计算机为基础,直接通过量子态在光纤中传输信息。”韩解释道。
“可以说,我们是在技术上,国外少有才能融合量子通讯和量子估算的公司。”陈柳平补充道。
资本推动,启科加速
按照波士顿咨询(BCG)公司预测,到2030年量子估算应用的市场规模有望达到500亿欧元。美国科技大鳄IBM、、微软、等更是提早布局着量子云估算,占据未来发展先机。
为推动量子信息技术的商业化应用,2020年末,启科量子完成了5000亿元天使轮融资,陈表示该资金将用于公司新一代大型化的量子通讯设备研制与量产,以及离子阱量子计算机的研制,在公司常年目标与短期赢利之间找寻平衡点。
“目前公司融资计划在逐步进行。每位阶段,我们要推出新产品,满足用户与市场的需求量子传输速度,须要外部资金步入。”在被媒体问及后续融资情况时,陈柳平表示相关沟通正在进行,并对下一轮融资饱含希望,但具体细节不便透漏。
注意到,为获得资本进一步关注,启科量子正在着手产品的测量认证。
陈柳平接受提问时表示,启科正在和检查机构积极沟通,计划把设备和解决方案一齐送过去,若有新进展将第一时间和外界沟通。陈觉得,测量认证将帮助QCS-288系列设备进一步获得市场的认可和关注。
从历史角度来看,新技术的应用普及离不开人才储备和供应链的构建。这么,国外量子信息产业走到哪一步了呢?陈柳平觉得,中国量子通讯产业链已实现全省产,不比美国差。“我们的(量子通讯)虽然在世界一流梯队,现阶段只是在少量核心元件如芯片性能与美国有差别。比如我们的FPGA芯片、高速射频电路芯片,美国有几六年时间积累,但我们也有10多年积累,正在奋起直追,性能参数上稍稍有些差别,但已具备足够可用性。”
“我们目前遇见的最大问题就是人才,国外相关培养在过去六年里才刚才起步。好消息是,随着理论知识的普及,越来越多优秀人才通过学习和实践加入量子信息领域。我在陌陌上加了好多爱好者群,包括一些专业的量子技术从业者人员、学生,到了2020年,群里日渐活跃,也组织了一些线下的活动。这说明人们在关注量子技术,更多的人想通过学习,成为量子产业的一部份。发布会上,你们可以听到我们的产品设计蛮科技感,我们的办公室更有未来感、科技感,希望借此吸引更多人关注。明天,见到越来越多人加入启科或则其他量子信息技术公司,我更有信心中国量子产业是加速前进和发展的。”
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