向治霖
量子安全手機在此刻出現(xiàn),更容易讓人感受到的,是它的象征意義:量子科技,從此開始走入尋常生活。
自從2019年9月,谷歌宣布實現(xiàn)“量子霸權(quán)”以后,量子科技的發(fā)展明顯變快了。
競逐的國家選手基本就位。2020年,美國在5月發(fā)布了“量子網(wǎng)絡的戰(zhàn)略構(gòu)想”,布局通用量子計算機的未來。德國方面,在6月擬投20億歐元,扶持一系列科技行業(yè),其中,就有對量子技術(shù)的實用化研究。到了7月,韓國三星聯(lián)手SK電訊,推出了全球第一款5G量子通信手機。
2020年12月4日,中國科學技術(shù)大學宣布,該校潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作,構(gòu)建了76個光子100個模式的量子計算原型機“九章”。這一成果,使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑——量子計算優(yōu)越性,即“量子霸權(quán)”。
大國都在布局量子科技,這不是巧合。從技術(shù)的發(fā)展上看,未來可能有重大突破的,就是量子科技的領域。有人提出,它可能是下一個“工業(yè)革命”,這意味著 ,它將帶來一個新的時代。
不過,形成鮮明對比的是,普通人對它似乎不感興趣,量子科技遭遇了“官熱民冷”。追究起來,量子科技偉則偉矣,但是太“高冷”了,不少人還沒明白,它到底是個啥。
翻車了?
讓人心酸又好笑的是,量子科技的實用化,它給人的第一印象似乎很壞。
早在2020年11月12日,國盾量子聯(lián)手中國電信,推出了一款“民用”的國產(chǎn)量子通信手機,但它招致的,更多是質(zhì)疑與嘲笑。
在當天的烏鎮(zhèn)互聯(lián)網(wǎng)之光博覽會上,官媒“俠客島”的記者介紹這部手機,在微博起了標題《量子安全手機,你見過嗎?》。熱度第一的評論卻是,“咳,量子鞋墊我都見過”。其它的評論也附和說,“不稀奇,很多保健品都是量子的”,“一聽到量子,就知道是老騙子了”。更有人篤定地說,“但凡沾上量子兩個字的,沒有不是騙子的”。
這也難怪網(wǎng)友過激?!傲孔硬▌娱喿x”的魔性場面,至今還令人印象深刻,“量子+”保健品的搭配,更是層出不窮久矣。量子力學本身就難懂,多年來的噱頭營銷,讓消費者對它敬而遠之。
“別問,問就是量子力學”,“別問,問就是平行世界”,以及另一個流行語“遇事不決,量子力學”,調(diào)侃的都是同一類事實:太多浮夸或者虛假的商業(yè)行為,將好好的理論,變成了玄學。
但是這一次,來的是真家伙。
中國電信自不必說,國盾量子,全名“科大國盾量子技術(shù)股份有限公司”,發(fā)源于中科大、在科創(chuàng)板有“量子第一股”稱號,是一家量子科技公司。
解決了信任問題,用戶們?nèi)孕枇私?,“量子通信手機”究竟是什么?如果顧名思義,“量子通信”應該是指利用量子承載和傳輸信息,但現(xiàn)在的“量子通信手機”只用到了量子加密技術(shù)。
也就是說,用戶拿它打電話時,使用的仍然是經(jīng)典通信,但通話的內(nèi)容多了一層“量子密碼”。所以,量子安全手機的說法更準確,它的特點也很明顯,“無條件的安全”。意思是說,使用它收發(fā)的信息,無論誰也不能破解。
為什么是“無條件安全”?在這里,量子的特性起了作用。由于傳輸時的光子是疊加態(tài)的,那么,即便它被盜取,也不能形成密鑰。
另外,由于量子的不可克隆原理,竊聽者無法造出相同狀態(tài)的一批光子,也就不能“貍貓換太子”誘騙密碼。當然,要盜取發(fā)送的全部光子,本身就是不可能的。
量子的特性決定,這種密鑰分發(fā)的技術(shù)不會被破解。但這尚屬理論的范疇,實驗室里實現(xiàn)了多少是一回事。落到用戶手里的技術(shù)有多少,則是另一回事。
第一步
即將上市的量子安全手機,野心不小,但目標似乎定得不高。中國電信相關(guān)人士介紹說,計劃在未來5年內(nèi),量子加密通信的用戶增加到100萬左右。
才100萬?比起中國的手機用戶數(shù)量,幾乎可以忽略不計。其實,這也是不得已,量子通信網(wǎng)絡的建設,畢竟剛剛開始,量子加密通信要投入民用,“基礎設施”的不足,想必會是很大的掣肘。所以,理論的歸理論,目前能對用戶端實現(xiàn)的,在技術(shù)上有所“減配”。
因此,量子科技實用化邁出的這一步,很難有樂觀的預期。首先,目前的經(jīng)典通信也有很強的加密技術(shù),對于“無條件安全”,有多少用戶是“剛需”呢?
更重要的是,對普通人而言,這項技術(shù)吸引力很小。第一,普通人首先要面對,它從聽起來酷炫的“量子通信”,降級為“量子加密通信”。第二,技術(shù)層面上,現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)“量子中繼”,要借助經(jīng)典通信的中繼站,就不是實際的“無條件安全”。第三,量子加密通信的基礎設施還很少。第四,技術(shù)在手機端的進一步“減配”。如此看來,五年內(nèi)爭取到100萬用戶,這個目標雖然小,但是卻是務實的。
量子安全手機在此刻出現(xiàn),更容易讓人感受到的,是它的象征意義:量子科技,從此開始走入尋常生活。
在路上
或許可以換種說法,量子安全手機不是“當下”的產(chǎn)品,它更象是一款面向未來需求的手機。這是因為,“量子霸權(quán)”一旦實用化,其強大的算力可能破解現(xiàn)在的加密技術(shù)。
“量子霸權(quán)”也叫量子計算優(yōu)越性,意即在一些特定的算法上,量子計算機比經(jīng)典計算機有碾壓式的優(yōu)勢。優(yōu)勢有多大?按官方說法,量子計算原型機“九章”處理“高斯玻色采樣”的速度,比目前世界上最快的超級計算機快100萬億倍。實驗顯示,當求解 5000 萬個樣本的高斯玻色取樣時,“九章”需 200 秒,而目前世界最快的超級計算機“富岳”需 6 億年。
未來正在路上,但這條路要走多久,尚未可知。2020年11月18日,在一個高峰論壇上,中國科學院院士潘建偉說,量子加密通信的大規(guī)模商用,以及可用的量子計算機的實現(xiàn),據(jù)他預計,大概要有20至30年時間。
量子科技的發(fā)展比想象中快。對今天的人來說,完全無法想象的事物,正在加速變成現(xiàn)實。