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量子通信不能替代传统通信 产业化亟需市场化机制

2017-11-28 16:46 来源:未知 责任编辑:admin
  无论是量子通信的累累硕果还是量子计算的节节突破,近年发展迅猛的量子信息应用可谓世界科技界的“当红炸子鸡”。作为对抗量子计算超强“攻击”能力的“盾”,量子通信由于能保证信息传输的绝对安全性,成为近几年国际科研竞争的焦点领域之一。
 
  我国作为在量子通信行业处于领先水平的国家之一,近年来在量子通信领域的研究和应用方面取得了一系列重要进展,量子通信已经成为国家又一张响亮的世界名片。
 
  “硬科技可以改变世界,量子通信领域,是中国为数不多的黑科技领先领域,是新时代的国家名片”,这是主流媒体对我国量子通信发展成就的定调。
 
  但同时,量子通信也是一个备受争议的领域。由于高科技的神秘面纱和资本的狂热追逐,不少人会提出疑问,量子通信的应用到底发展到什么程度,它究竟能给人们创造什么价值?
 
  对此,中国科学技术大学量子物理专业博士、浙江九州量子信息技术股份有限公司(以下简称为九州量子)副总裁赵义博对科工力量表示,对量子通信理解的争议的主要起因是名称有歧义和产业化应用模糊不清。
 
  作为中国首批在量子通信产业化进行探索的科学家,赵义博已经在这一领域深耕了十余年。用同事的话说,他以前在做这件事,现在在做这件事,未来还将做这件事,一辈子就做了量子通信产业化这件事,体现了当下流行的“匠人”精神。
 
  赵义博博士师从中国量子信息奠基人郭光灿院士,在量子密码安全性方面做出突出贡献,拥有专利数量全国领先,是中国最早从事量子技术产业化的人,一直致力于推动量子通信产业化的发展。
 
  他认为,在经过一段时间的探索之后,只有形成让用户需要用、用得起并能保安全的产品,量子通信才能真正实现全面落地,发挥更大的价值。
 
  那么,量子通信目前数百亿的市场究竟集中在哪些领域?量子通信产业化发展程度如何?下一步发展的重点难点是什么?近期,赵义博博士在接受科工力量采访时一一进行了解答。
 
  科工力量:量子通信是什么?我们现在对量子通信的理解还存在哪些误区?
 
  赵义博:量子物理因为其博大深奥,一直在科研界和普通人心中都有及其崇高和神圣的地位,这也让一些技术成熟分支领域在应用方面遭到了误解。量子通信就是其中被误解的一项。其实我们现在用于应用的量子通信,本质上是量子密码,也叫量子密钥分配或者量子保密通信,只是用来传递密钥的。
 
  现在大家对量子通信的最大误区,就是看名称和网上的科普搞不清用途,这也是产生争议最主要的原因之一。量子通信包括量子密钥分配和量子隐形传态,由于量子隐形传态技术只是实验室技术,近些年根本不可能被商用,目前大家谈的量子通信只是量子密钥分配而已,但冠以“通信”的头衔,就扩大化了其价值。
 
  还有些误区,比如过分神化和夸大了量子通信,致使很多关心量子通信的人士根本无法搞懂其到底是什么,对孰是孰非缺乏判断力,以致于有人直接根据网上的宣传材料便可判定是骗局。
 
  另外,大家觉得中国的量子通信在世界上是最强的,这也是一个误解。英国、日本、瑞士等国家的技术进展很快,某些方面一直在超越我国,应该说这些国家各有千秋,更符合实际情况。
 
  科工力量:是不是因为上述分歧或争议,才会有人甚至认为量子通信是个骗局?对此您怎么看?
 
  赵义博:有人认为量子通信是骗局,核心还是在于产业化过程中的科普不够严谨,媒体报道中出现了很多夸大和误导性描述。
 
  另外,量子通信的产业化结果模糊也是产生此认识的另一个原因,国家在持续支持,上马了很多项目,但没产生非常直接和明显的效益,安全性保障永远属于幕后,说不清,道不明,骗局论自然很难被反驳。
 
  科工力量:近期量子计算机又取得了重大突破,有人认为量子计算和量子通信是矛和盾的关系?你怎么看待这个问题?
 
  赵义博:量子计算技术成熟后,将会对现有的密码技术带来很大冲击,意味着当前的网络信息系统可能不再安全。但量子通信提供了一种完全保密的通信技术方案,理论上能够对抗任何攻击,包括量子计算的攻击。所以说,量子计算是矛,量子通信是盾,这种说法是很形象的。
 
  现在量子计算技术还不成熟,量子通信技术的发展是走在前面的,量子密钥分配是目前唯一已经被证明能够对抗量子计算机超强计算能力的密钥体系。发展量子通信,其实就是说先把盾做好了,来抵抗未来量子计算的矛。
 
  这也解释了很多人的疑问,量子通信技术已经完善这么久了,为什么近几年应用化才上来。这也是量子计算的发展“倒逼”的。
 
  科工力量:全世界的量子通信技术在这几年都有了突破式的发展,您能不能介绍一下主要国家的情况以及中国现在的优势和不足?
 
  赵义博:日本、英国、瑞士和中国的量子通信技术比较领先,这几个国家在量子通信技术发展方面各有特点。
 
  日本的东芝公司在设备调制速率和单光子探测器性能方面比较领先,主要原因是日本的高速和高灵敏电子电路设计的基础比较好,这些基础技术也是量子通信技术的支撑;英国布里斯托大学的芯片化技术比较先进,英国现在能把量子通信的光路做到一小块芯片上,大幅减小密钥分发设备的体积并降低成本;瑞士的IDQ公司在国际上的影响力比较大,全球很多国家都采用了他们的设备。
 
  中国在工程试验方面比较领先,量子通信工程试验的规模要远远超过其他国家,研究成果已经逐步进入实际应用阶段。但在芯片化方面还需继续努力。
 
  科工力量:在量子通信技术研发当中,最难的环节是什么?您是如何解决这类问题的?
 
  赵义博:量子通信技术研发方面,核心难点有三个:1.安全性,一定要本着负责任的态度尽最大可能减少安全性漏洞;2.稳定性,主要指设备自身鲁棒性、抗信道干扰的能力和设备寿命; 3.成本,使用成本不能过高。
 
  解决安全性问题主要是要负责任、严谨和实事求是。我本人就是做量子密码安全性证明出身,对此极为重视和严苛,另外,我还聘请了顶级黑客组建了一支专业化的信息安全攻防团队,不光负责防护也会进行攻击,至少九州量子的产品必须保证他们攻不破。必须强调的是量子密码设备理论上是绝对安全的,实际上可不一定,我们的攻防团队已经发现了大量的漏洞。
 
  稳定性主要取决于技术方案和工艺设计,九州量子有一支50人左右的专业团队在解决此问题,已经开发出的设备原始量子误码率全球最低。成本主要取决于器件优化和降低管理成本,这是民营企业的强项。
 
  除了这三个技术难点,量子通信技术发展过程中,最大的难点是如何挖掘市场,如何发挥价值,如何形成让用户需要并用得起的产品。简单来说,就是如何把量子通信产业化,形成必需、实用、易用的产品。
 
  科工力量:量子通信产业化程度也是争议较多的问题。作为国内最早将量子通信进行产业化的人之一,您怎么看待这个问题?我们的量子通信产业化处于什么阶段?
 
  赵义博:我国量子通信产业化还处在非常初级的阶段,市场化机制还没形成,目前量子通信的发展还是靠国家政策推动,市场竞争不够充分。
 
  大家对量子通信产业化的争议,也主要是由于市场化机制没形成导致的,尚未开发出一款真正的产品,让大家真实看到量子有什么用,能用在什么地方。换句话来说,技术不是目的,是手段,只有形成产品才能真正实现量子通信技术的价值。
 
  要解决这个问题,需要国家政策鼓励更多的企业,鼓励各种性质的企业参与竞争,做大做强做完善这个市场。
 
  科工力量:你认为民营企业在量子通信的产业化中应该扮演什么角色或承担什么责任?
 
  赵义博:民营企业参与产业化,有四个重要价值。
 
  第一,切实有效地补充国家投入,减轻国家在量子通信领域的投资负担;
 
  第二,民营企业介入,由于民营企业自身倒逼的模式,可以加速真正的产品推出,加速产业化形成,快速寻找量子通信真正有效的市场;
 
  第三,优化行业竞争,例如九州量子对量子通信稳定性、实用性、成本等方面都做了优化,降低了使用成本,提高了使用便利性,如果投入使用将大幅降低建网成本;
 
  第四,民营企业的参与,可以让项目建设各环节更加透明,有效地促进行业的透明化发展,从而更好地提升量子设备的安全性,使市场和行业更加规范地发展。
 
  科工力量:您是较早在量子通信产业化领域进行探索和深耕的科学家,且拥有较高的业内知名度,此前加入九州是怎么考虑的?
 
  赵义博:我个人加入九州量子,最主要就是出于市场化方面的考虑。市场化是很多层面的事情,第一是指我们要开发出面向市场的产品,第二是企业的内部机制也要市场化,真正吸引到一批高水平的人才,形成一个非常积极高效的协作模式。
 
  我们业内这些人,尤其是在行业内从事了很久的人,都比较认可市场化机制,认为民营企业的市场化模式,才是量子通信走向应用的最好途径。量子通信产业化经过一段时间的探索,我认为要实现更大规模产业化的时候已经来了。
 
  在九州我就喜欢经历过第一、遭受过挫折、敢挑重担、能想到办法、能解决问题、百折不挠的人,遇到这些人我就喜欢给他们重担和机会,挑战高水平项目,项目成功后再给于高激励,保证他们的才能从经济上得到兑现,如此,整个团队的氛围非常积极。
 
  科工力量:公开资料显示,九州量子的研发侧重产业化,并且一直在往市场化的方向走。在量子通信产业化方面,九州有什么独特性和优势?
 
  赵义博:九州最重要的优势在于企业本身是市场化的企业,不实现市场化的话,企业自身发展不下去。所以是自身情况倒逼九州量子必须形成市场化机制。
 
  另一方面,在倒逼机制下,九州量子形成了一个复合型的团队,聚集了来自量子信息行业、传统光通信行业、通信运营建设、终端产品开发等各方面的人才,能更好地实现产业化。另一方面,这个团队的素质非常高,整个研发团队近200人,均来自于985和211高校,很多人毕业于中科大、清华、牛津等名牌大学,其中博士将近20人。这样的团队,在国内是远远领先的。
 
  同时,在机制上,九州量子非常注重和鼓励团队的产品化创新,通过一系列产品设计,把量子通信技术和应用真正结合起来。
 
  科工力量:从简历看,这支团队可以说年轻有为,九州量子的研发团队怎么进行人才梯队安排?团队如何分工协作?
 
  赵义博:九州量子的研发团队主要分为四大块:1.量子核心技术团队,开展量子通信核心技术攻关,开发关键量子器件、产品,主要是由牛津大学博士黄蕾蕾领衔;2.量子密码设备团队,主要负责量子通信核心整套设备的研发,由中科大博士宋萧天负责;3.量子应用团队,将量子技术嫁接和应用到各种领域,由中科大博士朱斌负责;4.安全性测评和攻击团队,是由北京邮电大学的一位博士负责,他同时还有另外一个身份,是中国最顶级的黑客。
 
  这四个板块分工协作、各有所长,黄蕾蕾和宋萧天是量子物理领域最具活力和创造力的年轻博士,都师出名门、并曾主导或参与过达到国际最顶级水平的科研项目,敢挑重担,无所畏惧,时时将自己的工作对标全球最领先水平,开发出的产品在多个指标上国际领先。朱斌团队思维活跃、市场经验丰富,主要成员均有大企业从业经历,具有顶级产品设计大师的潜力,善于挖掘客户所需,带领团队设计和开发出相应产品。信息安全团队超级能黑,为九州量子产品做最后把关,确保无人能破。
 
  九州量子采用高效合理的管理机制,确保每个人都能积极高效的发挥个人潜能,充分挖掘一帮高智商团队的智力资源,让每个人愉快的工作、充实的生活、自豪的展示个人才华和能力。经过了将近一年的努力,团队已经硕果累累。
 
  科工力量:能不能系统介绍一下九州的研发思路和布局?目前九州的产业化研发有哪些突破和创新?
 
  赵义博:九州的整个布局是围绕量子安全,坚持技术为手段、产品为目的的导向,在服务国家的同时也服务于普通大众,开发出用得上、用得起、用的好、保安全的产品。
 
  我们主要围绕量子安全来形成产品,团队的整个架构也是围绕量子安全来打造的,从底层的密码传输设备一直到上层的企业和家庭产品,都必须保证安全。
 
  为了形成用户需要并用得起的,同时又能保证安全的产品,我们费了很多脑筋。在量子通信的技术应用上和量子设备上都取得了创新成果。
 
  在核心设备上已经设计出自主方案并开发出了全球最稳定的量子密码端机设备,GHz单光子探测器和量子随机数源在个别指标上已经国际领先,这些核心产品即将发布。
 
  在量子通信的技术应用方面,九州量子也围绕行业、企业和家庭等环境开发出了系列产品,包括量子安全数据存储、安全邮箱、量子安全网关、量子安全门锁等产品,这些产品不久将全面推出。
 
  在产品架构方面,还有更漂亮的计划,以后会陆续推出的。
 
  当然,所有的这些产品都必须在安全性上做足功课,量子通信的安全性只停留在理论,不是说做出量子密码设备来就能保障安全,要经过全方位的测评和攻击之后才能以较大概率保障安全。
 
  科工力量:能取得这么多成就,九州量子的投入一定很多吧?
 
  赵义博:九州量子最大的投入还是人才的投入,就像我上面讲的,九州量子的团队在国内是遥遥领先的。
 
  另一方面,我们在设备上也投入很多,购买了不少高端设备。同时,今年我们投入上千万建设生产线,生产量子密码设备,产能足够全球所需。
 
  科工力量:在产业化方面,您认为下一步的关键点和突破点在哪里?下一步的研发团队发展规划是什么?
 
  赵义博:现在量子通信产业化还处于初步阶段,关键点就是让量子技术变成产品,有市场化用途。考虑清楚市场在哪,为什么客户会选择量子通信,目前的安全手法有哪些不足,在设备很昂贵的时候采用什么模式能让大家用得起,如何使得量子技术能融入整个信息安全行业并提供服务。在这些基础上还需要整个国家政策的支持,能够鼓励更多企业从事量子信息产业、参与国家项目。
 
  截止目前,包括中科大和清华在内的几个高校已经培养了大量的量子技术人才,年轻有为,很多人在博士毕业时已经发表了多篇国际一区文章,他们都需要平台发挥自己的才智,对于这些人才其实好的平台并不多,甚至很多人毕业后不得不放弃量子技术改从其它行业,非常可惜,我希望至少九州量子往后能够吸纳他们,为他们提供平台,让他们能为国家的量子通信产业继续发挥价值。
 
  往下的规划还是安全,继续围绕量子安全逐个突破,步步为营,把量子安全这一件事做精、做深。

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