量子通信,会成为下一个新能源汽车吗?

文/读懂财经 2021/02/23 15:31

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。

量子通信,会成为下一个新能源汽车吗?

图片来源:2020量子安全技术白皮书

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”。

量子通信,会成为下一个新能源汽车吗?

集成的天地一体化量子通信网络图解(来源:Nature)

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。

量子通信,会成为下一个新能源汽车吗?

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,能够精确地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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