量子通信走到产业化关键节点

来源:投资家网 2021-02-23 09:38中投网 A-A+

  后疫情时代,如果要用一个行业概括整个资本市场的疯狂,恐怕非新能源汽车莫属。不到一年时间里,特拉斯的股价从72.24美元上涨到793.53美元,涨幅超过10倍。

  当商业模式创新者正纷纷因“大数据杀熟”嫌疑而被议论,硬核技术创新者的代表特斯拉,正在持续冲击市值新高。而这背后的底层逻辑是,当下全球科技巨头生存状态深度割裂背景下,资本市场逐渐站队“硬核创新”。

  究其原因,随着电池技术突破,新能源汽车短期的销量正在迎来拐点,加速上涨。拉长周期看,智能汽车蕴含着下一个苹果的故事又足够性感。

  几乎所有人都相信,商业模式创新即将走到尽头,商业世界的下半场将由硬核科技领域的龙头主导。作为新兴技术,新能源汽车走向产业化的过程,于其他新兴技术也具有极大的参考价值。

  某种程度上说,量子技术就是如此。比起尚处于探索阶段的量子计算,量子通信已经走在更前沿的位置。恰好,中国在量子通信领域处于领先地位。

  时至今日,量子通信也走到了产业化的关键节点。从目前看,其复制新能源汽车的故事未尝没有可能。

  一方面,中国拥有世界上最好的光纤资源,这为其大规模实施量子通信提供了土壤。另一方面,产业头部公司在小型产品的突破和通信巨头的入局,国内外相关标准制定的推进,也为量子通信低成本产业化带来可能。

  固然,当下量子通信还处于商业化早期,但新时代下对信息安全的刚性需求,让其开花结果只是时间问题。至于果实有多大,国盾量子等中国公司正提供着长期的观察窗口。

  01量子通信的“中国时刻”

  要理解量子通信的发展,你首先要搞清楚量子力学的发展。

  量子力学的出现,促使量子科技产业浪潮第一次兴起,成为了如半导体、激光、核能、超导、核磁共振等的第一原理基础。

  自上世纪九十年代以来,量子调控技术的巨大进步,使人类可以对微观粒子的量子状态进行主动的精确操纵,从而诞生了以量子信息技术为代表的这一新兴领域。基础研究带来技术突破,量子科技产业即将迎来第二次发展浪潮。

  从目前看,量子信息技术主要包括量子通信、量子计算、量子精密测量三大分支,分别在保障信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破原有技术的瓶颈。

  而在量子通信领域,中国是毋庸置疑的领跑者。我们说几个事实,大家体会下:

  根据国际专利数据库,全球量子通信领域专利数前三名分别是国盾量子、日本东芝和“中国网络安全国家队”中国电科集团(中国网安母公司)。专利数排名世界前10的机构中,7家都是中国的。

  在国际电信联盟(ITU)和ISO等国际组织推动量子通信发展过程中,量子密钥分发网络国际标准是以国盾量子、国科量子、华为、中兴为代表的中国企业牵头参与制定的,其中3项国际标准在去年底获得通过。

  在量子通信产业化方面,我国已建成“一主多地”的量子通信广域网。“京沪干线”是我国在2013年前瞻部署建设的世界首条远距离量子保密通信网络,全长1979公里,于2017年建成,证明了广域量子保密通信技术实际应用的条件已经成熟。《Nature》杂志审稿人评价称,这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络,是量子通信“巨大的工程性成就”。

  很多人喜欢把中国在量子通信领域的领先,说成是弯道超车。但实际上,量子通信技术更是“换道超车”:欧美等在经典密码和计算能力上早已遥遥领先,凭借领先优势获得巨大的情报利益。与其在经典密码等外国领先的“赛道”上苦苦追赶,不如走出一条中国特色的“量子安全”道路。

  而量子通信的出现,彻底改变了原来中国的“追赶”局势。一方面,传统加密系统将随着量子计算机的出现变得脆弱,必须加快布局以防止未来追溯解密。具体来说,传统的保密通信技术基于数学算法,技术标准体系健全,但其广泛使用的公钥密码所依赖的因子分解和离散对数问题,将在高算力的问世下变得脆弱。

  另一方面,由于技术差距,量子通信无法被窃听。由于单光子不可分割,窃听者无法获取完整的密钥,并且由于量子“测不准”原理,一旦窃听者对光信号实施测量就会改变光子的量子态,从而令通信双方的密钥比对不一致,窃听就会被发现。

  从这个角度上说,量子通信领域的领先,也是中国实现“量子霸权”的关键一步。

  02从量子通信产业化,看行业新旧动能转换

  往前回看,新兴技术从实验室走向市场的道路必然不会一蹴而就。任何一项新兴技术的应用,

  大都伴随着质疑。

  那么,我们应该如何看待承载量子通信产业化重任的国盾量子呢?

  历史经验告诉我们,科技最终都是为经济服务的。正如布莱恩·莱塞在《技术的本质》一书

  中所写道的,经济就是技术的一种表达。

  某种程度上说,商业前景才是一项科技进步的真正驱动因素。从这个角度看,作为中科大

  产业化转化团队,国盾量子于量子通信领域的最大意义也正在于此:完成从纯粹的科研推动到市场推动的行业新旧动能转换。

  现在很多人谈到半导体,说的最多的是仙童,而不是第一个造出晶体管的贝尔实验室。很多人甚至认为仙童创立的1957年,才是集成电路的开始。

  为什么仙童这么重要?原因很简单,仙童完成了硅晶体管的生产,并告诉市场用这种廉价而强大的新晶体将会使消费产品和家电变得极其廉价,甚至以更强大的新产品取代它们会比修理它们更便宜。

  更重要的是,仙童通过市场向更多人揭示了半导体的未来,吸引越来越多优秀人才进入这个行业。这也是后来人们为什么会说:

  “仙童半导体公司就像成熟的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了”。

  诚然,量子通信不是半导体,但同样作为新兴技术,产业化于行业的意义却大致相同。在产业化过程中,行业标准被确立,是产品大规模应用的前提。产业链的成熟,带来投入产出比提高,也将进一步推动行业发展。

  按照Gartner的技术成熟度曲线,量子通信还远没有达到成熟阶段,行业仍然处在商业化早期。

  但这也不难理解。究其原因,一方面新兴技术寻找商业化场景本就需要时间。在这个过程中,技术本身也需要随着场景变化不断调整。过去几年,人工智能不也在寻找应用场景,最终才找到视觉识别等核心场景。

  另一方面,固然中国在量子通信领域有所突破,但在场景中应用仍然需要硬件产品进行落地,需要相关标准和规范体系逐步完善和发展。

  但对任何一个新兴技术的商业化问题,都应该以终局思维和动态视角去看待。从这个角度上说,过去几年新能源汽车的崛起,无疑给了我们一个观察新兴技术走向产业化的绝佳视角。

  03新能源汽车启示录

  当下,新能源汽车是资本市场最受关注的机会。但人们忽视的是,在新能源汽车崛起背后,是锂电池技术的跨越式发展。

  过去十年,锂电池生产大发展的同时,其价格降低了85%之多,最终使得电动汽车和能源储存等相关产业,史上第一次具备了商业可行性。CNBC刊文指出,在人类社会逐渐摆脱化石燃料依赖的进程当中,电池技术扮演了关键性的角色,而在未来十年里,其地位还将日益重要。

  伴随着锂电池技术的突破,新能源汽车开始爆发式增长。这为我们揭示了一个新兴技术渗透的规律,即非线性增长。绝大部分人的预测都是前者如下图A,而真实的情况更接近于B。

  很多人没有意识到,很多新技术渗透遇到困难,往往不是技术方向或者做法有问题,而是需求端对新技术并未有太多感知,尝试意愿有限。

  当技术进步到达一个点时,或者在某个极端情况下,这种情况都会发生改变,加速业务场景的迁徙。新技术的价值也会逐渐被终端感知,进而推动新技术的进一步渗透。

  某种程度上说,量子通信产业也会复制这一路径。而站在当下,中国的量子通信产业或许也将迎来从量变到质变的关键节点。

  首先,中国具备大规模实施量子通信的基础。实现量子安全主要有两种技术路线,一种是依赖于计算复杂度的抗量子计算密码(PQC),另一种是以量子物理原理为依托的量子密码,最具代表性的是量子密钥分发(QKD)。

  后者实现量子安全的方式,是在光纤网络中加装量子设备,把它升级成量子通信的网络。而中国恰恰拥有世界上最好的光纤资源,这也为其大规模实施量子通信提供了土壤。

  其次,随着小型产品的突破和通信巨头的入局,国内外相关标准的制定,也为量子通信低成本产业化带来可能。高速率、远距离、集成化、低成本的量子保密通信技术,是目前的业界共识。

  比如说,国盾量子一直在致力于产品的小型化、国产化和芯片化,推动量子保密通信技术和现代信息安全技术、经典通信技术融合,降低量子保密通信的使用成本和部署难度。

  去年,国盾量子在保证产品性能不变的情况下,将QKD设备的体积缩小了四分之三。此外,公司还联合中国科大,完成了量子卫星地面站装置的小型化,将地面站重量从十几吨降到百公斤以下,能够精确的捕捉和跟瞄量子卫星

  拉长周期看,小型化产品的推出,能够进一步极大丰富量子通信的应用场景,提升量子信息渗透的速度。继中国电信宣布探索“量子安全通话”后,不久前中国联通也宣布完成了“量子通信+区块链”应用测试验证。

  从更大维度看,信息安全本身是一个刚需、庞大的市场。目前,量子通信技术主要用于在党政军系统建立量子保密通信网,长期来看有望引领量子互联网的革命,出现量子物联网、量子云计算等先进形态。根据日本东芝的预测:随着量子计算机的发展,仅仅是QKD这一种技术,其市场规模就能在10年内增长到120亿美元。

  巨大的市场需求,意味着量子通信一旦找到适合场景,并且有标准化产品相应匹配,商业化空间会马上打开。

  从这个角度看,量子通信也未必不能复制新能源汽车的故事。

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