市值风云|技术领跑全球,商业仍需努力:国盾量子,“性感”的量子通信 | IPO风云


看到科大国盾量子(下称国盾量子)这家公司IPO的消息 , 风云君激动不已:在风云君的求学生涯中 , 曾经有一个暑期实习就是做量子密钥分发的 。
当时 , 瑞士已经成功建设了银行之间的第一条量子保密通信线路 , 中国在这一领域也是突破迅速 , 潘建伟的大名在业内人尽皆知 。
这也是少有的一次 , 风云君觉得应该回国学习先进技术 。
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如今 , 中科大潘建伟团队的技术终于通过国盾量子商业化了 。 这种从基础原理到商业化应用的进展之快 , 不禁让风云君觉得技术很性感!
想想那精准的激光束 , 那些整齐有序地固定在实验台上的器件 , 那种复杂的物理原理和纯粹简单的实验结果 , 风云君就像见到了美女一样心花怒放 。
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一、量子保密通信技术
首先 , 我们来简单了解一下量子保密通信的原理 。 对此不感兴趣的同学也可以直接跳到下一部分 。
量子密钥分发(Quantum Key Distribution , 简称QKD)是量子保密通信的核心 。
密钥也就是密码 , 具体承载密钥的载体是光子 。
一开始 , 单光子源发出单光子束 , 后者通过特殊的晶体后被分成两束光子 。
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这两束光子分别被发往A和B两个观察者 。
光子具有频率、偏振、自旋等多种性质 。
对于从同一单光子分裂而成的两个光子来说 , 如果A测量其中一个光子的偏振态 , 那么B所测到的偏振态必然与其呈正相交关系 。
简单来说 , 就是:
(1)A测到45°偏振 , B一定会测到-45°偏振 , 反之亦然;
(2)A测到水平偏振 , B一定会测到垂直偏振 , 反之亦然 。
我们通常说 , 这两个光子处于量子纠缠态 。
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这时候 , A和B按照事先约定好的规则 , 把测量的结果和二进制中的“0”、“1”分别对应 。
通过测量连续的处于纠缠态的光子对 , 那么B应该会得到和A完全一致的信息 。
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这串信息就是双方的密钥 。 这个过程就叫做量子密钥分发 。
这时候 , 如果一方在途中被窃听 , 那么势必会对测量结果造成干扰 。 A和B在测量后分别把得到的密钥进行比对 , 就会发现被窃听过 。
为什么说这种方式比传统的加密方式更安全呢?
风云君认为主要有两点:
(1)进行单光子级别的操纵 , 从物理的角度来讲本来就是超高难度的;
(2)量子密钥分发可以及时地检测途中是否被人窃听 。
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二、“性感的量子”
当然 , 实际应用中的QKD设备分为发射机和接收机 。 单光子传输的通道一般为光纤 , 其中的步骤也更复杂 , 不过基本原理仍然是一样的 。
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这里风云君要提醒的一点是:量子密钥分发的目的不是传输信息 , 而是分发密钥 。
分发密钥的效率又称为成码率 。 目前国盾量子产品的成码率为80kbps@10dB或者1kbps@24dB 。
80kbps , 可以简单理解为每秒传输80千比特的密码 。 @10dB指的是发射机和接收机之间的最大衰减不能超过10dB 。
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