公開量子通信技術,阿里進入“無人區”

物理 量子計算 通信 電子商務 通信世界 2017-07-01
公開量子通信技術,阿里進入“無人區”

提起阿里巴巴,你想到的是淘寶、聚划算,還是螞蟻金服?如果還是這些,那麼你對阿里的認知可能需要更新了。

2017年3月9日,阿里巴巴在杭州召開首屆技術大會,會上馬雲宣佈了面向未來20年後儲備核心科技、以期實現換道超車的“NASA”計劃。對此業界感嘆:阿里巴巴可能是一家被電商才華掩蓋的科技公司。

公開量子通信技術,阿里進入“無人區”

而就在近日舉行的“阿里技術下午茶”活動上,阿里集團首席通信科學家謝崇進博士介紹了阿里“NASA”計劃的核心項目之一——“量子通信技術發展規劃”。“量子通信的加密技術被科學界認為是目前無法被破解的信息保密技術,阿里巴巴除了持續深耕量子通信技術,還會通過阿里雲向全球企業輸出量子通信的安全服務。”

作為一項前沿技術,量子通信目前在全世界範圍內處於起步階段,阿里巴巴佈局量子通信研發,進入了前方無人領航、左右無人陪伴的“無人區”。

量子通信確保超高可靠和安全性

量子通信被業界公認為是對未來世界科學產生重大影響的革命性技術,中美等大國均投入巨大資源參與到這場未來之戰。

那麼,量子通信的魅力何在?在本次活動上,謝崇進講解了量子通信微觀世界的奧義。

廣義上說,量子通信是指把量子態從一個地方傳送到另一個地方,它的內容包含了量子隱形傳態、量子糾纏交換和量子密鑰分發。目前,將量子密鑰分發和經典加密相結合的量子保密通信技術是惟一的安全性得到嚴格證明的通信安全技術,也是惟一實現了實用化、具備產業價值的量子通信技術。

從具體實現方式來看,是在量子信道(光纖或自由空間,如衛星或者浮空平臺)中,採用光量子疊加態承載共享密鑰,根據量子力學的測不準原理和量子不可克隆原理,實現密鑰的無條件安全分發。經典信息再根據這個密鑰由經典的加密體系加密後,通過經典通信線路進行傳輸。

在量子通信過程中,量子力學的測不準原理和量子不可克隆原理是確保通信安全性的關鍵所在。

量子力學的測不準原理,即兩個非對易的物理量是不可能同時被精確測量的。量子不可克隆原理使得量子密鑰傳送到對方過程中不被竊取,即使被竊取,量子就會“自毀”,並告知使用者,用此密鑰進行信息加密從而保證信息的安全。

量子通信的超強安全優勢毋庸置疑。那麼,這樣一項高可靠性、高安全性的通信技術,其應用的必要性何在?

謝崇進解釋,隨著量子計算時代的到來,傳統的採取複雜算法保密技術的防線已被攻破。根據微軟研究院的一項研究,破解RSA-2048(2048-bit)的密鑰可能需要耗費傳統電腦10億年的時間,然而量子計算機只需100秒就可以完成。

最近包括Google、微軟、英特爾、IBM等公司加大了對量子計算的投入。這樣的情況下,部署量子通信是正當其時。

前沿領域突破創新,步入“無人區”

無論是在量子通信還是量子計算領域,阿里巴巴均提早動手,目前已經相繼推出了世界級的研究成果。

這兩大研究成果包括:3月,阿里雲發佈全球首個雲上量子通信商用服務,由此打開了量子信息科學普惠發展之門;5月,中科院、阿里巴巴等機構研發的世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機在中國誕生。

那麼,阿里巴巴為何會佈局前沿領域?

謝崇進表示,作為一家集合電商、雲計算和互聯網金融的科技公司,阿里巴巴的每一項業務對安全都有著天然的高要求。量子通信理論上的絕對安全,可以大大加強阿里巴巴雲計算的數據安全。

而阿里巴巴能夠在前沿領域走在了前列,與其動手早、力度大有關。據悉,早在2013年阿里巴巴就開始對量子通信進行深入研究,2015年中完成量子傳送門的開發。同年阿里與中科院成立的量子計算實驗室則是因勢而動,此舉不僅是亞洲範圍內首個量子計算研究中心,也讓阿里成為首個大力投入量子信息科學的中國科技公司。

這一年的9月,阿里在杭州城域的三點量子環網組網完成,同步上線量子傳送門;10月,阿里在雲棲大會上發佈阿里雲量子加密通信產品戰略。

按照謝崇進的介紹,阿里巴巴大力推進量子通信,核心目的在於讓該技術實現普惠發展,讓更多企業可以使用到量子通信帶來的安全保障。

2013年至今,阿里在量子通信技術上投入巨大資源,產出的專利就達數十項,包括QKD(量子密鑰分配)的算法實現、系統架構,QKD和雲計算結合的應用,量子通信雲服務,以及量子通信和可信計算的結合等方面。

以雲計算為例,阿里巴巴資深專家石犀表示,阿里巴巴將量子安全技術作為一種能力,與雲計算進行有機結合,以服務的形式對量子安全技術能力資源虛擬化,將昂貴的物理資源變成一種共享資源,以彈性的方式提供給用戶使用。

此外,阿里巴巴將自研開發量子安全管理平臺將量子安全技術能力平臺化,以多種形式滿足客戶的不同需求。

對於起步不久的量子通信而言,上述科學難題在全球範圍內都是挑戰,謝崇進認為,阿里的量子通信團隊在解決這些科學難題時走進了一個“無人區”。

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