新智元報(bào)道
編輯：Aeneas 好困
【新智元導(dǎo)讀】最近，國(guó)內(nèi)頂尖實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)存實(shí)驗(yàn)室，破解了一個(gè)世界級(jí)的算法難題矩陣糾錯(cuò)編碼技術(shù)MRD碼。這個(gè)顛覆級(jí)的進(jìn)步，不光能給我們帶來(lái)現(xiàn)實(shí)版「生活大爆炸」，還能防止敵國(guó)竊聽(tīng)和電磁干擾，保護(hù)國(guó)家安全，上演復(fù)雜無(wú)人機(jī)演出，甚至托起6G的未來(lái)！
近期，「新質(zhì)生產(chǎn)力」成為備受市場(chǎng)關(guān)注的熱詞，不僅被寫(xiě)入2024政府工作報(bào)告，更被列為十大任務(wù)之首。
從古至今，人類社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)生產(chǎn)力的變革，每一次生產(chǎn)力的變革都讓人類社會(huì)發(fā)生天翻地覆的變化。從工業(yè)革命、電氣革命到信息革命，生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的變化深刻影響著全球經(jīng)濟(jì)格局，發(fā)展「新質(zhì)生產(chǎn)力」也是我們不容錯(cuò)過(guò)的下一次機(jī)遇。
2024年，被不少業(yè)內(nèi)人士視為AI產(chǎn)品的「爆發(fā)年」。
ChatGPT代表著信息理解、獲取與處理信息的人工智能水平，而Sora的誕生象征著文生視頻發(fā)展的新一項(xiàng)「里程碑」。
AI將重塑各行各業(yè)，并產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，已成為行業(yè)共識(shí)。
全球科技巨頭都在AI和大語(yǔ)言模型等方面展開(kāi)重點(diǎn)布局，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)大廠們也在不遺余力地跟上這波AI熱潮。從騰訊、阿里、百度、到華為、華為等，紛紛加碼投入AI賽道。
然而，相比早早入局的國(guó)際科技巨頭，中國(guó)人工智能在技術(shù)發(fā)展層面上仍然存在著相當(dāng)差距，加之受限于芯片管制算力吃緊，以及大模型訓(xùn)練所需投入過(guò)于高昂等因素，也使得中國(guó)企業(yè)的追趕之路任重而道遠(yuǎn)。
中國(guó)科技新殺器：量子通信
但AI的技術(shù)戰(zhàn)只是上半場(chǎng)，在量子技術(shù)新賽道，中國(guó)科技醞釀著一個(gè)大殺器量子通信。
5G，作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我們的日常生活中，相比之下，量子通信還是一個(gè)非常時(shí)髦但又讓普通人不明所以的存在。
那么量子力學(xué)是如何作用于通信領(lǐng)域的呢？
量子力學(xué)的特征有三點(diǎn)：疊加、測(cè)量和糾纏。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：
「疊加」保證了一個(gè)量子比特在偏振中可以有無(wú)限個(gè)狀態(tài)，而非數(shù)字比特只有0和1兩個(gè)狀態(tài)。疊加原理既能用來(lái)做量子計(jì)算，也能用來(lái)做量子加密。
「測(cè)量」保證了量子的真正隨機(jī)性（randomness），量子力學(xué)的「測(cè)量」讓「眼見(jiàn)為實(shí)」失去意義，每一次測(cè)量都會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)的結(jié)果，而且測(cè)量本身也會(huì)改變結(jié)果，用在加密上就增加了傳輸錯(cuò)誤率，因此一旦有第三方「竊聽(tīng)」，通信雙方就能立刻發(fā)現(xiàn)。
「量子糾纏」就更厲害了，它可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)粒子的超遠(yuǎn)距離的通信同步，不過(guò)對(duì)于量子加密來(lái)說(shuō)，就有點(diǎn)像「火箭送快遞」一樣大材小用。
因此，現(xiàn)在量子通信，只要充分利用量子疊加和測(cè)量的手段，單個(gè)粒子就能產(chǎn)生相同的隨機(jī)數(shù)，完成「量子密鑰分發(fā)」。
那么，在全球量子通信產(chǎn)業(yè)競(jìng)賽中，中國(guó)處在一個(gè)怎樣的位置？
這一次我們可以不客氣地說(shuō)，中國(guó)的量子通信暫時(shí)取得了領(lǐng)先。
從量子通信領(lǐng)域的專利數(shù)、申請(qǐng)專利的機(jī)構(gòu)以及量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定來(lái)看，中國(guó)企業(yè)同樣占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。比如，在量子通信技術(shù)專利數(shù)排名世界前十的機(jī)構(gòu)中，有7家都是中國(guó)的。
中國(guó)實(shí)驗(yàn)室，破解世界級(jí)量子算法難題
對(duì)于遠(yuǎn)距離信息通信來(lái)說(shuō)，信息傳輸?shù)男逝c安全性的問(wèn)題一直是有待解決的問(wèn)題。
但在深圳，有一家軍工企業(yè)就解決了這個(gè)難題，通過(guò)MRD碼實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的編解碼性能，提供了一個(gè)抵御量子計(jì)算機(jī)攻擊的可行和高效的加密手段。
通過(guò)對(duì)MRD碼的修改（量子MRD碼，QMRD），在量子通信中可以解決量子位傳輸錯(cuò)誤，推動(dòng)量子技術(shù)的發(fā)展。
它就是深圳市領(lǐng)存技術(shù)有限公司，領(lǐng)存具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和雄厚的技術(shù)實(shí)力，是國(guó)家固態(tài)硬盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)制定者之一，以及歐洲某些國(guó)家飛機(jī)黑匣子的提供者，在其成立之初，便同步成立了匯聚多位國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者和專家的領(lǐng)存實(shí)驗(yàn)室。
領(lǐng)存實(shí)驗(yàn)室核心智能在于顛覆性技術(shù)的原理性創(chuàng)新和突破，解決「卡脖子」技術(shù)，研發(fā)全球尚未突破的、與計(jì)算和存儲(chǔ)相關(guān)的核心技術(shù)，包括無(wú)損壓縮技術(shù)、后量子時(shí)代的加密技術(shù)、隱私計(jì)算、及糾錯(cuò)算法。
MRD碼，全稱為最大秩距碼（Maximum Rank Distance Codes），是一種用于糾正矩陣錯(cuò)誤的編碼技術(shù)。顧名思義，這種編碼的主要功能就是防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失。
想象你正在發(fā)送一條信息，比如「我愛(ài)吃蘋(píng)果」，但是它突然變成了「我受吃蘋(píng)果」，這可怎么辦？
為了避免這種情況，你可以在原始數(shù)據(jù)中添加一些額外的信息（稱為校驗(yàn)位），這樣即使信息在傳輸中出錯(cuò)，接收者也能根據(jù)這些校驗(yàn)位找出錯(cuò)誤并糾正它。
然而，為復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算、對(duì)硬軟件的極高要求都導(dǎo)致在真實(shí)場(chǎng)景中應(yīng)用MRD碼變得異常困難。
經(jīng)過(guò)多年的深入研究，2024年春節(jié)前夕，領(lǐng)存宣布了一個(gè)激動(dòng)人心的好消息：領(lǐng)存實(shí)驗(yàn)室通過(guò)巧妙的算法解決了MRD碼的技術(shù)難題，使其即使在算力極為微弱的現(xiàn)實(shí)條件下，依然可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的編解碼性能！
不同于傳統(tǒng)糾錯(cuò)碼，MRD碼需要建立在擴(kuò)展的極高次伽羅瓦體（Galois Field）上，記為GF(q^m)（m為正整數(shù)）。
在實(shí)際應(yīng)用中，m是一個(gè)較大的正整數(shù)，因此伽羅瓦體就會(huì)變得很大。如此高次的伽羅瓦體的構(gòu)建和計(jì)算是極其困難的，由此導(dǎo)致MRD碼現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的困難。
而領(lǐng)存開(kāi)發(fā)的技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)極高次伽羅瓦體的更簡(jiǎn)單構(gòu)建，完全將編譯碼的完成時(shí)間控制在微秒級(jí)，徹底突破了MRD碼從理論通向?qū)嵱玫恼系K。
在低軌衛(wèi)星和中軌衛(wèi)星組網(wǎng)的模擬測(cè)試中，領(lǐng)存實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的MRD碼在糾錯(cuò)性能上相比傳統(tǒng)糾錯(cuò)編碼（LDPC編碼）實(shí)現(xiàn)了超過(guò)1萬(wàn)倍的提升。這一成果將極大地提升在極端環(huán)境下的通信可靠性與效率，尤其是在天基信息網(wǎng)絡(luò)及深空通信領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義。
更為值得一提的是，該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)不僅提高了數(shù)據(jù)處理速度和傳輸效率，還為信息安全領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的影響。在數(shù)學(xué)理論上，領(lǐng)存MRD碼算法也被認(rèn)為是具備抗量子解密的能力。
也就是說(shuō)，相當(dāng)于是從高鐵時(shí)代一步跨越到了磁懸浮時(shí)代！
生活大爆炸，信息防竊取
也許這些理論技術(shù)知識(shí)你還是覺(jué)得過(guò)于深?yuàn)W，但每當(dāng)一項(xiàng)顛覆性的新技術(shù)問(wèn)世時(shí)，將給全世界帶來(lái)巨大的變革，人們的生活也會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。
領(lǐng)存MRD碼實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的編解碼性能落地應(yīng)用后的生活真的會(huì)像科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)一樣神奇。
你可以想象這樣的生活嗎？
信息傳輸無(wú)比絲滑，網(wǎng)上沖浪再也不會(huì)卡頓，看高清視頻也完全不怕！
手機(jī)信號(hào)更強(qiáng)，地鐵里也能暢快通話！家居更加智能，家里的燈、空調(diào)都可以遠(yuǎn)程控制，出門(mén)超級(jí)放心！
銀行交易更安全，不必?fù)?dān)心信息被竊取，資金更安全，生活才會(huì)更踏實(shí)！
聽(tīng)起來(lái)像電視廣告，但這就是MRD碼實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的編解碼性能后即將為我們帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)版「生活大爆炸」。
當(dāng)MRD碼應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性和安全性將極大提高，「智能」冰箱、電視再也不是「商業(yè)噱頭」。
遠(yuǎn)程醫(yī)療將更為準(zhǔn)確和高效，相隔千里的醫(yī)生卻能通過(guò)無(wú)延遲影像與手術(shù)器械控制為病人看診治療，醫(yī)療資源即將普惠更多需要的人。
萬(wàn)眾期待的自動(dòng)駕駛，也將在MRD碼的護(hù)航下，極大提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。解放雙手的出行不再遙不可及！
而
在后量子時(shí)代，MRD碼的意義在于提供了一個(gè)抵御量子計(jì)算機(jī)攻擊的可行和高效的加密手段
其強(qiáng)大的抗干擾和抗竊聽(tīng)能力，能夠保護(hù)信息的安全傳輸，防止國(guó)家機(jī)密泄露！
尤其是在軍事領(lǐng)域，如電子對(duì)抗中，
MRD碼可以提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力和容錯(cuò)性，保證在惡劣環(huán)境下通信的穩(wěn)定性和可靠性，無(wú)懼?jǐn)撤礁蓴_和地形阻隔！
在智算中心中，它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)募m錯(cuò)和恢復(fù)，讓數(shù)據(jù)的計(jì)算效率up！up！up！
在未來(lái)，你可以期待：
國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的電話將再也不會(huì)被敵對(duì)國(guó)家竊聽(tīng)，你的信息也會(huì)更加安全；
在信息戰(zhàn)中，敵方很難通過(guò)電磁干擾來(lái)破壞我方通訊；
一場(chǎng)盛大的無(wú)人機(jī)編組演出將可以在各種復(fù)雜地形中上演
而MRD碼強(qiáng)大的抗干擾能力對(duì)于提升6G網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜環(huán)境下的通信性能也具有重要意義。
關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破之后，MRD碼的應(yīng)用可以使6G網(wǎng)絡(luò)更好地應(yīng)用高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶魬?zhàn)，有效防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤和干擾，保證通信的穩(wěn)定性和可靠性，為用戶提供更加流暢、高效的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
MRD碼在6G發(fā)展中具有著舉足輕重的地位，真正托舉起6G的未來(lái)！
在不久的未來(lái)，MRD碼將在未來(lái)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，你準(zhǔn)備好顛覆你的「生活劇本」了嗎？
科技日新月異，新一輪工業(yè)革命已經(jīng)展開(kāi)，中國(guó)有著巨量的市場(chǎng)規(guī)模和豐富的數(shù)據(jù)量，相信MRD碼的未來(lái)將有著更多元化的AI應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)我國(guó)在新質(zhì)生產(chǎn)力、通信和數(shù)據(jù)安全等方面的深入發(fā)展具有重要的意義。
而在伴隨全科技競(jìng)爭(zhēng)升溫，新產(chǎn)品新技術(shù)如雨后春筍般爆發(fā)，是我國(guó)科技實(shí)力和綜合國(guó)力的有力證明。
