墨子号卫星团队组团创业，推动量子加密平民化
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看不懂就对了。这段代码是一句经过了“量子加密”的文本消息，如果没有能与之对应的、唯一的“密钥”，那你永远也不可能知道，这段代码的实际含义是“欢迎来到量子加密的世界”。
正如密文所说，量子科技不再是只存在于科幻作品中的超前概念，其中一些分支技术，已经有了现实应用，并开始产业化落地，量子加密技术就是其中之一。
国盾量子、中兴通讯、亨通光电等公司均涉足量子加密业务，但面向消费电子市场的量子加密产品，市面上仅“夸密Quakey”一款。它出自一家仅有几个人的创业团队，而团队的背景，则与大名鼎鼎的“墨子号”量子科学实验卫星有渊源。
杨景诒 | 作者
李拓、刘冬宇 | 编辑
果壳硬科技团队 | 策划
祛魅量子科技
人们常说的量子科技，其实是一个笼统的概念，更准确的叫法是量子信息科学技术。
这是一项跨越量子力学和信息技术的新领域，在它下面，还有量子通信、量子计算、量子传感和精密测量等应用领域。而如今初具产业化的量子加密，是利用量子力学原理实现的一项新型数据加密技术。用在通信上，即属于量子通信里面的量子加密通信部分。独立于量子通信之外，还包括数据的量子加密存储部分。
量子物理学的学科结构 | 受访者供图
为什么我们需要新的加密技术，是老技术不好用了吗？
2016年，托马斯·蒙兹等人在Science杂志发表文章[1]，首次在量子计算机里实现了一种名为Shor的算法，直接让彼时一切用于个人、商业，甚至国家安全用途的RSA、AES等常见的经典加密算法成为摆设。
“用量子计算机破解经典加密算法，相当于降维打击。但现在自称要把量子计算产业化的公司，都是大忽悠。其中仅有个别通用技术可能产业化，而量子计算机整机离解决实际问题相去甚远，远远达不到产业化程度。”夸密创始人兼CEO张文卓告诉果壳硬科技（ID：guokr233）。
尽管量子计算暂时还没有进入应用领域，但随着数字信息价值越来越高，提前储备能够抵御超级计算机、量子计算机威胁的加密技术，对企业和国家都十分必要。
而量子加密技术，是目前唯一能有效防御量子计算机破解的成熟手段。
图片来源：夸密
量子加密是理论上最安全的加密。简单来说，量子加密就是一个高级的门锁，这个锁每开一次都要换一把钥匙（密钥），而且每次生成的新钥匙都是量子随机数，来源于量子力学的测量真随机性（即令爱因斯坦都难以理解的“上帝掷骰子”）。因此，只要别让外人看到钥匙长什么样，就没人能破解。
用于加密和解密的密钥只能使用一次，并且密钥足够长、密钥是真随机数，量子加密是符合香农论证的“完美加密”。
可怎么才能藏好这把“钥匙”呢，最好的方法是建设量子密钥分发（QKD）网络——光纤网络用于分发量子密钥，量子不可分割原理和不可克隆定理保证了量子密钥在传输线路上不会被任何第三方拦截，这样能保证密钥不被泄露，这正是上市公司“国盾量子”的主营业务。需要注意的是，“量子保密通信干线”既包含了光纤量子密钥分发，也包含了光纤网络传输加密后的数据。
但国内目前只建成了京沪、武合等若干条量子保密干线，也只有北京，上海，合肥，济南，武汉等城域网。资源有限，量子加密仅服务于国有银行、金融券商、国家电网等少数对数据安全要求极高的客户。
保密干线的资源稀缺，但信息安全的需求不少。近几年国内外大公司遭黑客入侵、勒索事件不断；手机、汽车等智能联网设备漏洞频出，中小企业和一般用户又该怎么保证自己的数据安全呢？
张文卓认为，这类用户可以退而求其次——仅把量子技术用于数据加密，再使用普通的有线或无线网络传输加密后的数据。只要把两台设备同时连接夸密开发的量子加密硬件——USB量子随机数模块（量子加密U盾），让量子随机数作为密钥安全地分发给两台设备，就能确保后续的数据通信安全。
这样就可以在使用传统通信网络的同时实现量子加密。
但是在张文卓看来，C端产品更多的是为了展示技术实力，夸密的客户仍以B端和G端客户为主，为一些对数据安全要求更高的项目提供量子加密产品和解决方案。
比如，智能汽车因采集大量数据而成为敏感行业，在汽车数据上，夸密已经与百度Apollo，360政企安全达成合作，分别进入广州智能交通项目和青岛智能网联车网示范区项目的采购名单。2021年9月，夸密主体企业杭州舜时科技作为360的联合单位，进入工信部公布的车联网身份认证和安全信任试点项目名单[2]，试点方向为车与云安全通信、车与车安全通信。
至于政府业务，夸密已经与启迪集团达成合作，为启迪红谷生态的如般量子提供技术服务。张文卓表示，夸密的目标是建成一个“量子安全数据托管”网络，所有个人移动设备都能接入，数据进出受到监管，保护个人和企业的数据安全。
目前，夸密是市面上唯一一个面向个人终端市场的量子加密通信团队，夸密的几个核心成员长期从事量子科技研究，并且都参与过世界上首颗空间量子科学实验卫星墨子号的建设。
其中，夸密创始人兼CEO张文卓博士毕业于中国科学院量子光学重点实验室博士，曾是中国科学技术大学量子信息国家实验室副研究员和墨子号卫星团队成员。夸密CTO和首席技术专家都是墨子号卫星的技术骨干，墨子号软件系统主要完成人，国内顶尖的量子通信和加密算法专家，在Nature、Science等期刊上发表过多篇论文。
张文卓表示，量子加密解决方案只是公司的业务之一，夸密的另一个研发重点，是“夸密”的核心，量子加密芯片。
从寡头垄断到国产化替代
传统加密手段使用的加密卡，其核心是一种的随机数发生器芯片，它通常用一些经典物理规律，比如环境热噪声来产生随机数，但这类芯片有两个缺点。
一是芯片块头大、功耗高，一般的随机数芯片都需要放在PCI卡上，很难应用到移动设备里，若要用到移动设备里，就要牺牲加密速度，来换取尺寸、功耗和制造成本。
一个PCI卡大概这么大
二是经典随机数芯片容易受温度等外界环境影响，在有温控条件的服务器机房里自然没有什么问题，但在汽车和手机上就成了隐患。
“量子随机数加密芯片则能克服这两个缺陷。”张文卓告诉我们。
目前，市面上从事量子随机数芯片研发的公司不多。2018年被韩国电信巨头SK Telecom收购的瑞士量子计算公司ID Quantique (IDQ)基本上垄断了这个行业，它既生产3.5mm的量子随机数芯片，也建设与国盾量子类似的量子加密干线网络。三星在2020年推出的首款搭载了量子加密芯片的手机Galaxy Quantum，便内置了IDQ的量子随机数芯片。
量子随机数加密芯片会成为智能手机、车载电脑、VR眼镜等移动设备的标配安全芯片。张文卓认为，“这样在移动设备和云端相互备份时，就能长期保证用户数据资产的安全。”
国内公司做移动设备量子加密，免不了需要从IDQ采购芯片，该芯片目前由三星代工生产。倘若量子随机数加密芯片未来应用到每一部智能手机、每一辆智能汽车里，那IDQ将会成为下一个高通。
“所以量子随机数加密芯片的国产化一定要做。”张文卓告诉果壳硬科技，但采用什么技术路线是一个问题。
依据随机性来源不同，目前量子随机数加密芯片的技术路线有三条，分别是基于光学系统、电子系统和放射性原子核衰变的芯片。
因后两条技术路线分别存在实现复杂度和辐射安全性问题，难以产业化落地，现在包括IDQ和夸密在内的大多数公司，都采用了基于光学系统的“光芯片”技术路线。
夸密目前已经设计出一款这样的量子随机数光芯片，并申请了国家发明专利。
夸密设计的芯片使用了时间和空间双量子噪声的技术路线，与IDQ的时间量子噪声芯片相比，量子噪声的幅度更高，量子随机数获取更加容易。若应用于移动设备，夸密的量子随机数加密芯片不仅价格更低，生成的随机数质量也更好，与动辄上万元的传统加密卡相比优势更大。
“我们的短期目标是两年流片、三年量产。”张文卓告诉果壳硬科技，到时夸密可实现盈利，“至于长期目标，我们希望全面取代传统加密芯片，成为安全硬件市场主流，应用于每一台移动设备。同时我们的量子随机数芯片设计能力可以应用在更多领域的光芯片产品中，开拓更广泛的市场。”
关于夸密
| 公司全称 | 杭州舜时科技有限公司 |
| 公司简称 | 夸密 |
| 组建时间 | 2020年11月 |
| 融资轮次 | 正在寻求Pre-A轮融资2000万元人民币 |
| 融资用途 | >1000万元用于建设硅光芯片设计团队，完成全国产化量子随机数硅光芯片量产； ~500万元用于进口量子随机数芯片，硬件设计和委托加工，软件开发和维护； <500万元用于产品设计，市场推广，网络宣传，政企公关，客户维护等 |
| 公司业务 | 夸密是独有的面向消费电子领域的量子科技产品，通过降低量子加密技术的使用门槛，保护企事业单位的业务数据、互联网用户的隐私数据和物、车联网终端的通信数据，让量子安全保护到每一个人。 |
| 核心团队 | 夸密创始人兼CEO张文卓博士毕业于中国科学院量子光学重点实验室博士，曾是中国科学技术大学量子信息国家实验室副研究员和墨子号卫星团队成员，著有《大话量子通信》一书； 夸密CTO为国内顶尖量子通信和集成光子学专家，墨子号卫星实验系统主要完成人。夸密首席技术专家系国内顶尖量子通信和加密算法专家，墨子号卫星软件系统主要完成人 |
夸密正在寻求Pre-A轮融资，目标融资金额2000万元人民币。若您对该公司感兴趣或有业务合作意向，欢迎联系果壳硬科技团队，扫码添加下方企业微信详询。
《“万能芯片”之战》
