应对量子科技炒作 美国五角大楼出招

12月10日,最新一期美国国防杂志上发表了一篇专文:《五角大楼试图应对量子科技的炒作》。今年9月,国会授权的由两党组成的国防未来技术研讨特别工作组发布了一份终结报告,国防杂志上的这篇文章是对该份报告中有关量子科技方面的解读,文章也直接引述了美国五角大楼和国家安全局一些高阶层官员的原话,因此该文的观点具有很高的权威性。

量子信息科技主要包括三个部分:量子传感技术、量子计算机和量子通信。“五角大楼试图应对量子科技的炒作》一文对上述三个部分明确地表达了以下的态度:

  • 在短期内,量子信息技术的主要应用是原子钟和量子传感器;
  • 预计短期内,量子计算机不会对军事任务产生影响;
  • 近期在有关国家安全的运营网络中使用量子通信是不现实的。

我把文章中有关以上三个结论的敍述部分別翻译后列于下面。

【1】量子传感技术

美国国防部研究与工程办公室的量子科学首席总监保罗·洛帕塔(Paul Lopata)在采访中说:“在短期内,量子信息技术的主要应用是原子钟和量子传感器。”高精度的原子钟和基于量子技术的传感器有助于精确的导航和计时,这对军事任务至关重要。

将来,美国部队可能需要在GPS被干涉的的环境中行动,五角大楼官方正在寻找卫星导航的替代方案。 

罗帕塔指出,军方在执行各种不同的任务时依靠高质量的传感器。 

他说:“已经取得的巨大进步表明量子传感器具有可观的潜力。”研究和开发正在进入原型机的初试阶段,军方希望尽快部署这种新技术。 

罗帕塔还说:“对于原子钟和量子传感器,目前最大的挑战是开发所需的原型机和获得相关的制造技术。”他们有时需要新的激光器或对现有激光器进行小型化、新的光学系统、新的真空系统以及其它器件。”真正的技术挑战是减小尺寸并提高可靠性……以便部署这些系统。” 

美国国防高级研究计划局(DARPA)已经开发了一种芯片级原子钟,该原子钟比信用卡小,并且消耗功率比LED灯泡少。据说它的授时精确度非常之高,一百万年的时间误差才一秒钟。

【2】量子计算机

但是,(量子计算机)技术的应用存在巨大障碍。 

“计算机科学界对这些新的量子计算机充满了兴奋,在学术界和工业界对于制造量子计算机的小型原型装置也充满了兴奋。” 洛帕塔说,“但是关键的挑战之一是理解如何利用它们,在众多计算任务中找到首个可以得益于量子计算机的任务。”

他补充说:“预计短期内(量子计算机)不会对军事任务产生影响。”

【3】量子通信

但是,政府专家认为(量子通信)这项技术还不成熟。 

美国国家安全局(NSA)一直在进行量子密钥分发和量子密码学的评估。 

国家安全局在十月份的新闻稿中宣布:“尽管它(量子通信)具有极大的理论价值,并且也有许多公开的展示,但它存在许多局限性,也面临实施的技术挑战,因此近期在有关国家安全的运营网络中使用量子通信是不现实的。”

罗帕塔认为,需要通过大量的基础研究来更好地理解量子通信系统的各个基本组成部分以及它的应用。

《五角大楼试图应对量子科技的炒作》的原文的链接放在注释[1]。

事实上,美国军方和情报机构否定量子通信的实用价值这不是第一次,根本算不上什么新闻了,对量子通信技术的立场美国与英国、法国的情报安全部门基本上是一致的,各国政府的文件和白皮书可以作证[2]。量子通信搞了二三十年,至今被所有西方国家的军队、情报和其它要害部门拒绝使用,这对量子通信的打击是致命的。

目前所有量子通信工程其实只是利用量子力学原理作密钥分发QKD,这是一种密钥分发的硬件技术,相对于传统密钥分发的软件技术,QKD设备价格昂贵并且极难升级维护。QKD如果不能在高端安全场景中找到自己的位置,那么它在民用市场上就更没有立足之地,因为QKD的性价比实在太差了。由此可知,量子通信不会有任何实用价值。这就像一种比鱼翅海参还要昂贵的食材如果被高挡餐馆拒之门外,它绝对不可能在盒飯市场上找到出路的。

工程的必要性和可行性是工程存亡的生命线,既缺必要性又无可行性的量子通信工程何去何从其实已经没有悬念,有关详情可参阅《量子通信》专栏中的系列文章。

尽管量子通信在西方的军方和情报安全领域遭遇了滑铁卢,但是在学术和某些产业界的折腾并没有完全消停,这其实在西方社会亦属正常。产业发展本是市场说了算,“你行你上,不行靠边。”西方政府在产业政策上基本上釆取放任的态度。所以在西方媒体上对量子通信的吹捧和质疑一定会长期共存。

但是我们的一些媒体对于量子通信在西方发展的真实现状缺乏深刻的洞察能力,错把西方社会中的一些噪声杂音放大后传回中国,让人们误以为西方国家正在量子通信领域全力以赴地追赶中国,这种选择性报道十分愚蠢可笑。

俗话说,外行看热闹、内行看门道。媒体的炒作渲染对专业部门的影响毕竟有限,其实量子通信在中国要害部门的处境与西方并无本质上区别,只是中国相关部门行事低调谨慎,不想把问题公开点出来而已。

我这里有文字为证,让我们看看科大国盾量子自己是如何说的[3]:“传统密码产品已持续、广泛地应用于社会的方方面面,客户对传统密码消费习惯难以在短期内改变。 其次,公司产品在有资质严格要求的高安全性需求领域,尚需在密码管理相关部门监督指导下,进行测评和认证才能进入,相关标准仍在研究制定中。第三,公司产品价格相对较高,民商用领域对价格敏感。”

也许是职业习惯使然,量子通信产业化的领路人就是喜欢“纠缠”和“测不准”。上面这段话扭扭捏捏、吞吞吐吐,与其说是在认错不如说是找借口推脱。

“公司产品在有资质严格要求的高安全性需求领域,尚需在密码管理相关部门监督指导下,进行测评和认证才能进入,相关标准仍在研究制定中。”这里无意中露出了马脚,原来高大上的“量子通信”竟然在高安全性领域连入门的资格都没有!“量子通信”不是无条件绝对安全的吗?折腾了那么多年竟然混成这个地步,这让“量粉”们情何以堪!

“客户对传统密码消费习惯难以在短期内改变”?这分明是在责怪客户,给了你们如此美好的量子通信你们竟然不识抬举、无动于衷?我倒有些呐闷了,数码相机出来后,习惯胶卷相机的用户是这样的吗?大哥大电话出来后,使用有线座机的用户也是这样的吗?为什么同样的一群人,对数码相机、智能手机趋之若骛,却偏偏对“量子通信”冷若冰霜?客户凭什么非要改变消费习惯去适应伪劣产品?凭产品头上有“量子”的光环吗?真是笑话!

2020年1月1日起施行的国家密码法对于密码技术的健康发展是完全必要的,是非常及时的。密码法规定:密码分为核心密码、普通密码和商用密码。核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,商用密码用于保护不属于国家秘密的信息。国家对密码实行分类管理。这部密码法高屋建瓴,它一举扫清了密码领域的雾霾,为密码技术的进步指明了方向。

用密码法对照,量子通信工程(QKD)立即显出了原形。QKD的安全性不可控,使用极不方便,性价比又太低,所以QKD根本不可能成为合格的商用密码。而QKD使用的“可信中继站”存在严重的安全隐患,技术上还处于初级摸索阶段,而且这种硬件方案在实施时需要太多的设计、生产和维护人员参与,这会给国家密码机构的管理带来意想不到的麻烦,所以QKD注定没有资格成为国家核心密码、普通密码的成员。

QKD向上没有资格成为国家的核心密码、普通密码,向下又没有能力参与商用密码的市场竞争,QKD就是不上不下的半吊子技术。但是这些年来,量子通信工程一直在打擦边球,依仗政府的全额拨款做着所谓的商用化产业化的工程项目。京沪量子通信干线开通已经三年有余,想收回投资的钱只能做梦了,更惨的是至今连项目的日常维护费用都支付不了。这场密码界的闹剧到了该收场的时候了,“今日欢呼密码法,只缘妖雾不重来。”

参考资料

[1] Pentagon Trying to Manage Quantum, Science Hype

[2] 量子通信批评专栏导读的第四部分:西方国家对量子通信工程的态度

[3]【容诚会计师事务所(特殊普通合伙)关于科大国盾量子技术股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市的财务报表及审计报告】

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