21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者張賽男合肥報(bào)道

“遇事不決，量子力學(xué)”——這是近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的一句流行語(yǔ)，指在面臨決策困境時(shí)，使用量子力學(xué)中的不確定性原理來(lái)進(jìn)行大開腦洞的幽默調(diào)侃。

盡管是一句調(diào)侃，但還是讓人忍不住好奇，這個(gè)物理學(xué)中的基本理論到底是什么，能不能真正解決現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題？

答案是肯定的。從早年間大家對(duì)此概念“不明覺(jué)厲”，而今各地政府將量子技術(shù)、量子信息列為新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確，“要以科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，特別是以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動(dòng)能，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”，提出“開辟量子、生命科學(xué)等未來(lái)產(chǎn)業(yè)新賽道”。這些變化表明，量子技術(shù)已真正走入應(yīng)用階段，并蘊(yùn)含著改變未來(lái)的力量。

在國(guó)內(nèi)，要談量子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，就避不開國(guó)盾量子（SH.688027），它由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的一批科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)起創(chuàng)立，是國(guó)內(nèi)最早從事量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，目前已成為全球領(lǐng)先的量子保密通信設(shè)備制造商和量子安全解決方案供應(yīng)商。

自2020年國(guó)盾量子科創(chuàng)板上市以來(lái)，不僅讓資本市場(chǎng)認(rèn)識(shí)到量子信息產(chǎn)業(yè)的價(jià)值，也讓普通公眾加速了對(duì)量子技術(shù)的“祛魅”和理解。量子信息為什么被視為新質(zhì)生產(chǎn)力、其蘊(yùn)含的機(jī)遇和潛力、國(guó)盾量子未來(lái)的發(fā)展，市場(chǎng)各方展現(xiàn)出期待。近日，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者獨(dú)家對(duì)話國(guó)盾量子董事長(zhǎng)、總裁應(yīng)勇，了解量子信息技術(shù)的最新發(fā)展。

（國(guó)盾量子董事長(zhǎng)、總裁應(yīng)勇受訪人供圖）

中國(guó)量子通信技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位

《21世紀(jì)》：作為從業(yè)者，您感受到量子信息產(chǎn)業(yè)近年來(lái)經(jīng)歷了怎樣的變化？

應(yīng)勇：量子信息技術(shù)從科研到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，也就經(jīng)歷了20-30年的時(shí)間，2009年國(guó)盾量子成立的時(shí)候，社會(huì)對(duì)量子通信或量子信息幾乎是沒(méi)有認(rèn)知的，絕大部分人都不了解這方面的工作。最早主要是潘建偉院士和郭光燦院士帶領(lǐng)的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，在量子信息領(lǐng)域做了一些產(chǎn)業(yè)化的嘗試。在這些科學(xué)家團(tuán)隊(duì)多年默默付出之后，我們做的工作是把實(shí)驗(yàn)室技術(shù)變成產(chǎn)品，再通過(guò)應(yīng)用工程化的實(shí)踐逐步走到了成熟。

最近幾年，特別是國(guó)盾量子上市以后，我們深切感受到量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度之快。除了量子通信，量子計(jì)算、量子精密測(cè)量也在飛速發(fā)展，獲得關(guān)注的同時(shí)，也獲得了整個(gè)社會(huì)對(duì)量子信息大賽道的認(rèn)同。各地政府對(duì)這一賽道的重視和支持，包括中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提到的未來(lái)產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)方向，即量子和生命科學(xué)，都促使其進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的軌道。

《21世紀(jì)》：量子通信被視為未來(lái)安全通信的必由之路，請(qǐng)您通俗地解釋一下其實(shí)現(xiàn)安全的原理和技術(shù)路徑。

應(yīng)勇：信息從采集到傳輸?shù)酱鎯?chǔ)涉及很多環(huán)節(jié)，談到信息安全，其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，在傳輸環(huán)節(jié)是有可能在物理上脫離原有數(shù)據(jù)持有人控制的，所以傳輸路徑是一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。

在經(jīng)典密碼學(xué)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全有很好的解決方案。量子通信的實(shí)現(xiàn)其實(shí)也是類似的原理，就是對(duì)“對(duì)稱密鑰”的使用，只要同時(shí)滿足這幾個(gè)條件：一、加密的密鑰是隨機(jī)的；二、通信雙方均使用與明文等長(zhǎng)的密碼進(jìn)行逐比特加解密操作；三、密鑰是一次性使用的。這種情況下，傳輸?shù)男畔⑹遣豢赡芡ㄟ^(guò)計(jì)算等方式暴力破解的，要想破解的唯一辦法就是取得密鑰。

為什么這種方式在量子通信技術(shù)發(fā)展之前沒(méi)有得到廣泛使用？最大的難點(diǎn)就是密鑰的同步，即發(fā)送方和接收方需要同步使用同樣的密鑰。緊接著的一個(gè)問(wèn)題是：如何把密鑰從一方安全地送到另外一方？傳統(tǒng)方式例如通過(guò)人來(lái)物理傳送，前提是密鑰數(shù)量不是很多，實(shí)現(xiàn)一次一密的加密方法。但如果密鑰數(shù)量很大，可能就不能實(shí)現(xiàn)。另外，密鑰傳遞之后，需要管人、管密鑰，又面臨保護(hù)難題。

而量子通信采用對(duì)稱密鑰這種加解密的方法，實(shí)現(xiàn)了基于光纖或者衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)密鑰的遠(yuǎn)距離安全分發(fā)。密鑰的數(shù)量是非常大的，這種在線分發(fā)能夠滿足大量數(shù)據(jù)加密的需求。同時(shí)根據(jù)量子物理的特性，即不可測(cè)量性、不可克隆等特點(diǎn)，可以保證量子通信無(wú)法被竊聽(tīng)，保證密鑰的絕對(duì)安全。

《21世紀(jì)》：您剛提到的光纖和衛(wèi)星都屬于量子通信的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，目前國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度如何？

應(yīng)勇：最早建成的“京滬干線”，“京滬干線”驗(yàn)證了從北京到上海2000公里的遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)的可行性。2017年國(guó)家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)建設(shè)，一期工程去年已經(jīng)建成驗(yàn)收，總里程超過(guò)1萬(wàn)公里，北起哈爾濱，南到廣州、深圳，東起上海，西至重慶、成都，形成了“一橫一縱”的格局，加上東部沿海一部分環(huán)線，形成了量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形。

除了國(guó)家廣域網(wǎng)絡(luò)以外，還有北京、上海、濟(jì)南、合肥、武漢等地的城域網(wǎng)絡(luò)。去年建成的合肥量子城域網(wǎng)，就是世界最大規(guī)模的城域范圍的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了市區(qū)兩級(jí)500個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)。

《21世紀(jì)》：國(guó)盾量子扮演怎樣的角色？

應(yīng)勇：我們公司主要做核心的量子密鑰分發(fā)的設(shè)備，像“京滬干線”、合肥城域網(wǎng)等，我們提供了比較核心的量子密鑰分發(fā)設(shè)備，然后通過(guò)集成商把網(wǎng)絡(luò)建起來(lái)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，除了國(guó)盾量子提供量子密鑰的分發(fā)設(shè)備，還有其他公司提供經(jīng)典的通信設(shè)備、光纖資源等。

《21世紀(jì)》：普通人有機(jī)會(huì)用上嗎？

應(yīng)勇：這種加密方式實(shí)際上是根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)安全的要求來(lái)做的，早期用戶集中在對(duì)數(shù)據(jù)安全要求比較高的行業(yè)，例如政務(wù)、金融、電力等。對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)，使用基于光纖或衛(wèi)星傳輸量子密鑰的這種方法，目前來(lái)看必要性不是很強(qiáng)。但我們現(xiàn)在也在往下游拓展量子密鑰的應(yīng)用，來(lái)滿足個(gè)人用戶的安全需求，例如我們跟中國(guó)電信推出的量子密話產(chǎn)品，其實(shí)是量子密鑰往下游延伸的安全應(yīng)用，來(lái)保證語(yǔ)音通話時(shí)數(shù)據(jù)交互的安全。

《21世紀(jì)》：量子通信的實(shí)現(xiàn)成本是否會(huì)比傳統(tǒng)傳輸方式高？

應(yīng)勇：量子密鑰只是傳輸密鑰，原來(lái)的通信信道還是會(huì)保留，單看這個(gè)成本的話，并不存在比較的問(wèn)題。我們是在原有基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)量子密鑰的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然這個(gè)使用成本是增加的。至于成本增加多少、占通信總費(fèi)用的比例是多少，要發(fā)展地來(lái)看待。目前來(lái)說(shuō)投入是比較大的，因?yàn)樾枰陆ňW(wǎng)絡(luò)，不過(guò)建得越多、建得越密，使用成本就會(huì)下降。

《21世紀(jì)》：就量子通信技術(shù)而言，中國(guó)處于怎么樣的水平？

應(yīng)勇：單從量子保密通信賽道來(lái)說(shuō)，中國(guó)無(wú)論在科研還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，都領(lǐng)先于世界，而且領(lǐng)先的范圍幅度是比較大的。這種領(lǐng)先不僅在工程化的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，還在量子衛(wèi)星發(fā)射上。目前只有我們國(guó)家發(fā)射了兩顆量子衛(wèi)星，歐美還沒(méi)有走到這個(gè)階段，歐洲一直在籌劃去做量子衛(wèi)星，但是目前還沒(méi)有到實(shí)施階段。

量子計(jì)算是解決算力問(wèn)題很有前景的路線

《21世紀(jì)》：公司的量子技術(shù)除了涉及量子通信領(lǐng)域，還有量子計(jì)算領(lǐng)域，目前這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用如何？

應(yīng)勇：量子計(jì)算的受關(guān)注程度可能比量子通信還要高一些，通信解決的是安全問(wèn)題，計(jì)算解決的是算力問(wèn)題。而當(dāng)下市場(chǎng)對(duì)算力的需求不斷增加，特別是通用人工智能大模型的發(fā)展，算力成為主要的制約因素。全世界范圍來(lái)看，算力消耗的資源成本非常高，運(yùn)行能耗也很高，這與半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展階段有關(guān)，即摩爾定律的逐步失效，所以大家對(duì)如何解決算力瓶頸問(wèn)題是非常關(guān)注的。

目前能夠看到的解決方案中量子計(jì)算是很有前景的一條路線。

量子計(jì)算在解決某類問(wèn)題上比超級(jí)計(jì)算有指數(shù)級(jí)能力的增長(zhǎng)，當(dāng)然它不會(huì)是對(duì)經(jīng)典計(jì)算的全面替代，經(jīng)典計(jì)算很好地完成了大量工作，不足之處在于處理海量數(shù)據(jù)，比如材料和藥物的仿真設(shè)計(jì)、復(fù)雜的交通系統(tǒng)和金融系統(tǒng)的模擬或測(cè)試等，經(jīng)典計(jì)算的算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。但量子計(jì)算在這個(gè)方面有明顯優(yōu)勢(shì)，比如設(shè)計(jì)一款疫苗，其設(shè)計(jì)時(shí)間就會(huì)變得比較快。此外，在大模型、人工智能方向，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為量子計(jì)算也能起到比較重要的作用。

不過(guò)我想強(qiáng)調(diào)的是，量子計(jì)算現(xiàn)在還處于一個(gè)非常早期的階段，我們只做到了第一步，只在驗(yàn)證某些特定數(shù)學(xué)問(wèn)題的時(shí)候，證明了比經(jīng)典超算有領(lǐng)先性，還不具備實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

總的來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算不會(huì)替代經(jīng)典計(jì)算，并不是所有問(wèn)題解決得都比經(jīng)典計(jì)算快。以后很可能會(huì)出現(xiàn)經(jīng)典超算和量子計(jì)算融合的使用方式，比如氣象預(yù)測(cè)時(shí)，其中80%-90%的工作由經(jīng)典計(jì)算解決，剩下10%讓量子計(jì)算來(lái)解決。

《21世紀(jì)》：面對(duì)當(dāng)下市場(chǎng)的算力需求，公司在加速量子計(jì)算應(yīng)用上做了哪些工作？

應(yīng)勇：現(xiàn)在量子計(jì)算機(jī)所提供的算力還解決不了實(shí)際問(wèn)題，所以我們?cè)谶@個(gè)階段能做的，一是加速硬件方面的迭代提升，提升硬件本身的處理能力?，F(xiàn)在量子計(jì)算機(jī)可以處理幾十個(gè)、幾百個(gè)比特?cái)?shù)的程度（注：比特?cái)?shù)是衡量量子計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的計(jì)算能力的重要指標(biāo)之一）。但這里面還有很多要解決的技術(shù)問(wèn)題，可能未來(lái)3-5年、甚至10年以上及更長(zhǎng)時(shí)間才能真正產(chǎn)生實(shí)用價(jià)值。

另外就是培養(yǎng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的生態(tài)，包括一些編程語(yǔ)言操作系統(tǒng)、算法的研究等。針對(duì)一些問(wèn)題，也許硬件的能力還不到，但算法可以提前研究，可以在這個(gè)過(guò)程中驗(yàn)證算法有效性。

《21世紀(jì)》：您剛說(shuō)到量子計(jì)算還在起步階段，未來(lái)發(fā)展壯大還有賴于生態(tài)構(gòu)建，在這個(gè)生態(tài)搭建中，需要哪些角色進(jìn)一步參與？

應(yīng)勇：是的，量子計(jì)算的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)工程化工作，不是說(shuō)把量子芯片做出來(lái)了，這個(gè)問(wèn)題就解決了，它需要很多協(xié)作。例如超導(dǎo)量子計(jì)算的實(shí)現(xiàn)要有低溫的環(huán)境、操控系統(tǒng)等，這是整體綜合能力的搭建，如果只在實(shí)驗(yàn)室或單靠一個(gè)團(tuán)隊(duì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。特別是在外部環(huán)境變化的情況下，很多工作需要自主完成，我們希望有更多的單位和有識(shí)之士關(guān)注到這個(gè)方向，發(fā)揮各自特長(zhǎng)，有更多的玩家進(jìn)來(lái)，才能把它推到更高的臺(tái)階。

《21世紀(jì)》：量子通信技術(shù)方面中國(guó)處于全球領(lǐng)先地位，那量子計(jì)算呢？

應(yīng)勇：量子計(jì)算其實(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橛泻芏嗖煌募夹g(shù)路線。從科研角度來(lái)說(shuō)，我們?cè)趪?guó)際上處于第一方陣。其中一個(gè)參考指標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”的量子計(jì)算機(jī)，到目前為止，全世界只有4臺(tái)，我國(guó)有兩臺(tái)而且是兩條技術(shù)路線。

從企業(yè)的角度看，國(guó)內(nèi)有很多做量子計(jì)算研究的企業(yè)，谷歌、IBM、亞馬遜、微軟等巨頭也在做。目前比較難預(yù)測(cè)哪一條技術(shù)路線或哪個(gè)團(tuán)隊(duì)可以率先走到通用可編程，也有可能不同的技術(shù)路線都能走到實(shí)用的程度，各自解決不同的問(wèn)題。

在研發(fā)和盈利之間尋找平衡點(diǎn)

《21世紀(jì)》：回到資本市場(chǎng)的話題，國(guó)盾量子作為一家科研性質(zhì)的企業(yè)為什么選擇走上證券化之路？

應(yīng)勇：上市是公司發(fā)展到一定階段的綜合選擇。相關(guān)因素有很多，有早期投資人退出的需求；也有公司發(fā)展過(guò)程中面臨問(wèn)題，需要通過(guò)上市的渠道來(lái)解決，比如核心員工的股權(quán)激勵(lì)、業(yè)務(wù)拓展，以及量子信息技術(shù)教育和科普的考慮。主要還是公司發(fā)展到一定階段，想要通過(guò)上市這種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化治理，以更符合現(xiàn)代企業(yè)的治理制度。時(shí)機(jī)上，我們正好趕上了科創(chuàng)板，公司屬性也比較契合科創(chuàng)板定位，所以在2020年7月實(shí)現(xiàn)了上市。

《21世紀(jì)》：作為一家上市公司，投資者會(huì)關(guān)注國(guó)盾量子的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和回報(bào)；同時(shí)公司也承擔(dān)著科研任務(wù)，需要大量投入進(jìn)行科技創(chuàng)新。您怎樣平衡二者的關(guān)系？

應(yīng)勇：量子信息產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，市場(chǎng)的需求規(guī)模其實(shí)不是很大。企業(yè)盈利有兩種情況，一是產(chǎn)品的利潤(rùn)空間足夠大，二是有足夠大的規(guī)模，能夠把研發(fā)費(fèi)用和管理成本覆蓋掉。

就目前狀態(tài)來(lái)說(shuō)，國(guó)盾量子不去做大量研發(fā)投入是不行的，因?yàn)橘惖栏?jìng)爭(zhēng)非常激烈，雖然市場(chǎng)還沒(méi)有起來(lái)，但大家看到了預(yù)期，國(guó)內(nèi)外企業(yè)投入都非常多，所以保持適當(dāng)?shù)难邪l(fā)投入是我們必須要做的。

但確實(shí)需要找一個(gè)平衡點(diǎn)。因?yàn)榍捌谕度氘a(chǎn)生的收益可能在未來(lái)才能夠體現(xiàn)，所以公司盡力在業(yè)務(wù)上做一些拓展，希望能夠把規(guī)模做上去。不過(guò)，盲目的燒錢也不是公司能承受的，我們能做的是適當(dāng)?shù)耐度?，在滿足研發(fā)需求同時(shí)解決盈利問(wèn)題。

另外一個(gè)解決方案是深度產(chǎn)學(xué)研合作的方式，這也是公司一直在做的。通過(guò)跟實(shí)驗(yàn)室合作的方式，來(lái)解決一些特別前端的研發(fā)成果的取得和使用問(wèn)題，然后國(guó)盾量子可以更聚焦在產(chǎn)品化方面，在貼近用戶需求的前提下去做應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。

《21世紀(jì)》：2023年即將過(guò)去，您如何評(píng)價(jià)過(guò)去一年的工作和對(duì)明年的展望？

應(yīng)勇：前面提到量子信息產(chǎn)業(yè)還處于一個(gè)比較早的階段，所以從公司的角度來(lái)說(shuō)也是“一直在路上”，過(guò)去一年我們一直保持創(chuàng)業(yè)企業(yè)的心態(tài)，沿著這條路往前發(fā)展。除了量子保密通信，我們?cè)诹孔佑?jì)算、量子精密測(cè)量領(lǐng)域也做了前期工作，這些工作可能在未來(lái)會(huì)慢慢地變成公司的主導(dǎo)產(chǎn)品、變成銷售收入，從而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我們現(xiàn)在欣喜地看到，量子信息賽道的關(guān)注度越來(lái)越高，參與度積極性也越來(lái)越高。我想，在這樣的發(fā)展環(huán)境下，算力、信息安全、量子精密測(cè)量等賽道都有可能帶來(lái)很大的社會(huì)應(yīng)用，有可能改變生產(chǎn)生活方式。國(guó)盾量子作為其中的一個(gè)參與者，應(yīng)該守住自己的位置，像中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上說(shuō)到的那樣，把量子作為一個(gè)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展好。

（實(shí)習(xí)生楊唯琬、李婉對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）