2024年全國兩會，“量子技術(shù)”成為熱詞。過去一年“量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)”，未來將“開辟量子技術(shù)等新賽道”。 蘇州國芯科技股份有限公司（以下簡稱“國芯科技”，股票代碼688262.SH）長期致力于“云-邊-端”系列化自主可控高安全高性能芯片體系構(gòu)建，經(jīng)過多年的努力，已成為國內(nèi)領(lǐng)先的信創(chuàng)和信息安全芯片及模組研發(fā)企業(yè)。同時，國芯科技也是國內(nèi)較早開展量子技術(shù)合作，將信創(chuàng)和信息安全芯片與量子技術(shù)進行結(jié)合的公司之一。

國芯科技已經(jīng)與量子領(lǐng)域的知名企業(yè)安徽問天量子科技股份有限公司及參股公司合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司分別組建了量子芯片聯(lián)合實驗室。依托上述兩個量子芯片聯(lián)合實驗室，國芯科技與上述合作伙伴在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、先進存儲、智能終端等領(lǐng)域，聯(lián)合開展量子芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，實現(xiàn)了信創(chuàng)和信息安全芯片迭代升級。

國芯科技與量子技術(shù)領(lǐng)域進行結(jié)合的信創(chuàng)和信息安全產(chǎn)品包括：量子安全芯片、量子安全TF卡、量子安全U盤key、量子安全PCI-E密碼卡等。

量子安全TF卡以及量子安全U盤key，用來存儲量子會話密鑰，量子會話密鑰為一次性對稱加密密鑰，高頻次的密鑰更新，需要預(yù)先在安全TF卡內(nèi)存儲大量的量子會話密鑰。量子安全TF卡以及量子安全U盤key可以提供4~32G的存儲容量，具有外部認證等鑒權(quán)機制保護密鑰的安全；可以提供SD通信接口形態(tài)以及USB接口形態(tài)的產(chǎn)品，易于插拔使用。

量子安全PCI-E密碼卡，是基于國芯科技高速云安全芯片和量子領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)提供的量子隨機數(shù)發(fā)生器模組（QRNG）設(shè)計的一種高速量子密碼卡，密碼運算使用的秘鑰由QRNG產(chǎn)生。量子安全PCI-E密碼卡符合國家密碼管理局關(guān)于PCI-E密碼卡的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，支持SM1/SM2/SM3/SM4等國密算法，能夠為可信計算等各類安全平臺提供多線程、多進程和多卡并行處理的高速密碼運算服務(wù)，可滿足數(shù)字簽名/驗證、非對稱/對稱加解密、數(shù)據(jù)完整性校驗、量子隨機數(shù)生成、密鑰生成和管理等功能要求，保證了敏感數(shù)據(jù)的真實性、完整性和抗抵賴性。量子安全PCI-E密碼卡可應(yīng)用于大數(shù)據(jù)存儲與加密、視頻傳輸與存儲加密、區(qū)塊鏈與可信服務(wù)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)加密安全傳輸、物聯(lián)網(wǎng)通信加密與身份認證等領(lǐng)域。

量子安全PCI-E密碼卡

國芯科技上述多款信創(chuàng)和信息安全芯片及模組已經(jīng)被中電信量子、問天量子、國盾量子等量子領(lǐng)域的頭部企業(yè)實際采用和實現(xiàn)銷售，成功應(yīng)用于電力等關(guān)鍵領(lǐng)域中。

除此之外，國芯科技參股公司合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司近日推出了國內(nèi)突破毫米級尺寸的QRNG芯片，該芯片的推出標志著此前限制QRNG產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上的第一道“尺寸關(guān)”得以攻破；同時，該芯片還通過了國家密碼管理局商用密碼檢測中心的密碼檢測。

量子技術(shù)作為全球前沿技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)展還處在新賽道的起跑階段，前方道路依舊漫漫，需要各界同心協(xié)力，深化合作，不斷突破技術(shù)瓶頸。國芯科技正在和量子技術(shù)領(lǐng)域的頭部企業(yè)積極開展技術(shù)合作，實現(xiàn)信創(chuàng)和信息安全芯片迭代升級，努力參與量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，為構(gòu)建量子技術(shù)生態(tài)圈，貢獻國芯力量。

量子知識小課堂： 量子的基本特性和量子信息技術(shù)

量子是構(gòu)成物質(zhì)的最基本單元，屬于當(dāng)前科學(xué)界公認的最小的能量單位，具有量子不確定性，量子不可克隆，量子態(tài)疊加性，量子態(tài)糾纏性，量子態(tài)相干性等特性，基于以上的量子基本特性發(fā)展出了幾個方向的量子信息技術(shù)，例如量子通信技術(shù)、量子計算技術(shù)，量子測量技術(shù)等。

量子通信，利用量子疊加態(tài)或糾纏效應(yīng)，在經(jīng)典通信輔助下進行量子態(tài)信息傳輸或密鑰分發(fā)，理論協(xié)議層面具有信息論可證明安全性，部分協(xié)議可實現(xiàn)經(jīng)典信息傳輸。

量子計算，以量子比特為基本單元，利用量子疊加和干涉等原理實現(xiàn)并行計算，能在某些計算困難問題上提供指數(shù)級加速。主要分硬件、編譯開發(fā)和算法應(yīng)用軟件。

量子測量，對外界物理量變化導(dǎo)致的微觀粒子系統(tǒng)量子態(tài)變化進行調(diào)控和觀測，實現(xiàn)精密傳感測量，如授時定位、自主姿態(tài)控制與導(dǎo)航、金屬目標探測、生物磁信號成像、地下結(jié)構(gòu)勘測、目標成像與環(huán)境質(zhì)量檢測等。

量子霸權(quán)對經(jīng)典密碼學(xué)的威脅

量子霸權(quán)指的是量子計算機在解決特定問題上遠遠超過現(xiàn)有計算機的一種壓倒性優(yōu)勢，所謂霸權(quán)比對的是傳統(tǒng)計算機。由于量子計算與傳統(tǒng)計算機計算原理不同，造成了上述所說的壓倒性優(yōu)勢，也就是量子霸權(quán)。傳統(tǒng)電子計算機的信息基本單位是比特，比特表現(xiàn)出兩種狀態(tài)，記作0和1，也就是二進制，可以把這種狀態(tài)比作開與關(guān)。而量子計算機使用的基本單位是量子比特，量子比特可以比作是一個旋鈕式開關(guān)，它表現(xiàn)出的狀態(tài)可以是無窮個，因此使用特定的量子算法，可以做到傳統(tǒng)計算機做不到的某些計算工作。

據(jù)報道，谷歌研究人員曾架設(shè)出53量子位的量子計算機，并以“懸鈴木”為代號?！皯意從尽绷孔佑嬎銠C所進行的運算，是要證明一個隨機數(shù)字生成器符合“隨機”的標準。按報告所指，即使是現(xiàn)存最先進的傳統(tǒng)超級計算機“Summit”，對量子電路的一個實例取樣100萬次，亦需時1萬年處理，但“懸鈴木”僅需200秒便完成運算。

審核編輯：劉清