九州量子:谨防“李鬼”!基于量子比特原理才叫量子产品

摘要:九州量子副总裁、中科大博士赵义博在接受记者采访时表示,所有基于量子比特的产品才能叫量子产品,量子比特是由一个光子或原子的能级状态所表征,是非常微观的东西,不可能形成网上卖的能看得见摸得着的日用品。

随着我国量子通信技术的快速发展,量子技术产业化的步伐也在加快。尽管取得的成绩有目共睹,但其中“李鬼”横行的现象也不少,诸如量子水、量子鞋垫、量子水杯等产品充斥网络,一时间,关于量子产品的讨论也成为舆论关注的焦点。

到底该如何定义量子产品?针对这些现象和疑问,九州量子副总裁、中科大博士赵义博在接受记者采访时表示,所有基于量子比特的产品才能叫量子产品,量子比特是由一个光子或原子的能级状态所表征,是非常微观的东西,不可能形成网上卖的能看得见摸得着的日用品。

多名受访者认为,对于借用“量子”的概念,打着“高科技”“先进”等噱头高价出售的“量子产品”,消费者要谨慎辨别。但在量子科技产业化推进的过程中,我们也不可因噎废食,对于量子产业的新突破、新应用要持可观和正面的态度。

一、量子很“微观”,极难形成可感知产品

1900年,德国物理学家M·普朗克假定,光辐射与物质相互作用时其能量不是连续的,而是一份一份的,一份“能量”就是所谓量子。“量子论”就此诞生。 

此后,爱因斯坦、薛定谔等物理学家先后对量子论进行了补充和完善,从而形成量子力学。量子力学是描述物质微观世界结构、运动与变化规律的物理科学,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

一般意义上, “量子”就是量子世界中物质客体的总称,它既可以是光子、电子、原子、原子核、基本粒子等微观粒子,也可以是BEC、超导体、“薛定谔猫”等宏观尺度下的量子系统,它们的共同特征就是其性质必须由量子力学来描述。 

和赵义博的观点一样,南京大学博士金华表示,量子很难形成能被具体感知的产品,“量子是比较微观的东西,主要是利用量子的特性形成产品,而不是直接用量子形成产品“。

金华从本科到博士一直致力于研究量子光学,曾在国际一区发表过两篇文章探讨量子光学,并在毕业后继续从事量子的研究工作。作为九州量子的资深光学研发工程师,金华参与研发的QKD设备(量子密码通信设备),多项参数达到国内领先水平。

网络上的量子产品在宣传中称,因量子具有微粒子特性和高频共振特性,量子产品的产生是在物质原有频率上再加载一种微观世界看不到的能量波频,称为“量子能量波”,具有了量子能量波的产品即为量子产品。

“根本不存在‘量子能量波’这个定义”,金华表示,这样的产品纯粹属于忽悠。

金华解释,量子的特性是量子叠加和量子纠缠,对量子特性应用比较多的是量子计算和量子通信。

目前,在世界上,美国的量子计算处于领先水平,而中国的量子通信技术则比较领先。量子计算是矛,量子通信是盾。量子密钥技术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。

目前,量子计算机技术还不成熟,被广泛应用的是量子通信技术。而现在用于应用的量子通信,本质上是量子密码,是用来传递密钥,对信息进行加密。九州量子就是量子通信行业里的代表性公司之一,在人才和设备方面投入巨资,着力推动量子通信产业化的发展。

在布局上,九州量子已形成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人才的复合型团队,整个研发团队近200人,均来自985和211高校,大部分毕业于中科大、清华、牛津等名牌大学,其中博士超过20人。

二、量子应用现阶段集中于加密和计算

中国科技大学郭光灿院士曾在其撰写的文章《量子十问》中表示,量子力学诞生至今经历了两次革命。第一次量子革命,开发出了激光、半导体等新型的经典器件,这些器件遵从经典物理规律;第二次量子革命则是直接开发基于量子特性本身的量子器件,这些器件遵从量子力学规律,它以量子态(量子比特)为单元,信息的产生、传输、存储、处理、操控等全都基于量子力学规律,是地道的量子器件,称为量子信息技术。

赵义博解释,目前,量子革命尚未达到1.5的阶段,量子计算机出来后,第二次量子革命才算完成,“所有基于量子比特的产品才能叫量子产品,目前很多量子产品是在玩量子概念。”

“目前,量子通信是量子领域最前沿的技术,但也只是用到了量子的一部分特性”,九州量子光学研发工程师、中国科技大学博士王东一直深耕于量子密码学,他表示,量子通信用的是量子的不可克隆和测不准原理,保证信息传输过程的安全。

随着全球信息安全问题越来越严重,量子通信产业被广泛关注。作为与传统通信相结合的一种高效安全通信方式,量子通信不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信,还可以涉及金融、政务等行业甚至企业和家庭的信息安全保障。

近年来,量子通信已逐步从理论走向实验,技术取得重大突破,研发出了一系列产品。

目前,在中科大博士宋萧天的带领下,九州量子负责量子通信核心整套设备研发的量子密码设备团队,已经自主研发了国内技术领先的QKD设备,并成功研发出低速的单光子探测器。同时,九州量子的北京研发中心在量子随机数发生器、GHz单光子探测器和集成化方面,均取得了重大突破。

赵义博表示,我国量子通信产业化目前还处于非常初级的阶段,市场化机制未形成,量子通信的发展还是靠国家政策推动,市场竞争不充分,尚未开发出一款真正的产品,让人们真实看到量子有什么用,能用在什么地方。

推动量子通信产业化,是九州量子的最大愿景。目前,九州量子围绕量子通信产业化,形成了一系列产品。

在政务、金融、能源等细分行业,九州量子推出以量子密钥分发设备为核心的行业解决方案,构建量子密钥分发、管理、应用三层体系架构,为重要数据、OA办公、视频会议、电子邮件等提供终极安全保护。

在企业安全信息保护方面,九州量子首创量子安全服务器系列产品,量子安全服务器作为企业信息安全平台,可应用于企业的各个办公、生产系统,提升企业整体信息安全度。同时,九州量子推出加密邮件、个人文件加密等服务,保证企业数据安全传输和存储。

在团队的努力下,目前,九州量子提交申请专利90多项,已经授权的有13项。“这样运用量子原理和特性形成的产品,才是真正的量子产品”,九州量子一位研究量子通信的浙江大学博士表示,“不管什么样的一个产品,背后一定是有数学和物理的基础知识和理论支撑,这就是网上的量子产品不可信的原因。”

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