文章來源：新智元

編輯：Aeneas 好睏

【導讀】最近，國內頂尖實驗室——領存實驗室，破解了一個世界級的算法難題——矩陣糾錯編碼技術MRD碼。這個顛覆級的進步，不光能給我們帶來現實版「生活大爆炸」，還能防止敵國竊聽和電磁干擾，保護國家安全，上演複雜無人機演出，甚至托起6G的未來！

圖片來源：由無界AI生成

近期，「新質生產力」成為備受市場關注的熱詞，不僅被寫入2024政府工作報告，更被列為十大任務之首。

從古至今，人類社會的發展離不開生產力的變革，每一次生產力的變革都讓人類社會發生天翻地覆的變化。從工業革命、電氣革命到信息革命，生產力與生產關係的變化深刻影響着全球經濟格局，發展「新質生產力」也是我們不容錯過的下一次機遇。

2024年，被不少業內人士視為AI產品的「爆發年」。

ChatGPT代表着信息理解、獲取與處理信息的人工智能水平，而Sora的誕生象徵著文生視頻發展的新一項「里程碑」。

AI將重塑各行各業，併產生深遠影響，已成為行業共識。

全球科技巨頭都在AI和大語言模型等方面展開重點布局，國內互聯網大廠們也在不遺餘力地跟上這波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，相比早早入局的國際科技巨頭，中國人工智能在技術發展層面上仍然存在着相當差距，加之受限於芯片管制算力吃緊，以及大模型訓練所需投入過於高昂等因素，也使得中國企業的追趕之路任重而道遠。

中國科技新殺器：量子通信

但AI的技術戰只是上半場，在量子技術新賽道，中國科技醞釀着一個大殺器——量子通信。

5G，作為新一代移動通信技術，已經廣泛應用在我們的日常生活中，相比之下，量子通信還是一個非常時髦但又讓普通人不明所以的存在。

那麼量子力學是如何作用於通信領域的呢？

量子力學的特徵有三點：疊加、測量和糾纏。簡單來說：

• 「疊加」保證了一個量子比特在偏振中可以有無限個狀態，而非数字比特只有0和1兩個狀態。疊加原理既能用來做量子計算，也能用來做量子加密。
• 「測量」保證了量子的真正隨機性（randomness），量子力學的「測量」讓「眼見為實」失去意義，每一次測量都會產生隨機的結果，而且測量本身也會改變結果，用在加密上就增加了傳輸錯誤率，因此一旦有第三方「竊聽」，通信雙方就能立刻發現。
• 「量子糾纏」就更厲害了，它可以實現多個粒子的超遠距離的通信同步，不過對於量子加密來說，就有點像「火箭送快遞」一樣大材小用。

因此，現在量子通信，只要充分利用量子疊加和測量的手段，單個粒子就能產生相同的隨機數，完成「量子密鑰分發」。

那麼，在全球量子通信產業競賽中，中國處在一個怎樣的位置？

這一次我們可以不客氣地說，中國的量子通信暫時取得了領先。

從量子通信領域的專利數、申請專利的機構以及量子密鑰分髮網絡國際標準的制定來看，中國企業同樣佔據領先優勢。比如，在量子通信技術專利數排名世界前十的機構中，有7家都是中國的。

中國實驗室，破解世界級量子算法難題

對於遠距離信息通信來說，信息傳輸的效率與安全性的問題一直是有待解決的問題。

但在深圳，有一家軍工企業就解決了這個難題，通過MRD碼實現微秒級的編解碼性能，提供了一個抵禦量子計算機攻擊的可行和高效的加密手段。

通過對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誤，推動量子技術的發展。

它就是深圳市領存技術有限公司，領存具有豐富的研究經驗和雄厚的技術實力，是國家固態硬盤標準制定者之一，以及歐洲某些國家飛機黑匣子的提供者，在其成立之初，便同步成立了匯聚多位國內外知名學者和專家的領存實驗室。

領存實驗室核心智能在於顛覆性技術的原理性創新和突破，解決「卡脖子」技術，研發全球尚未突破的、與計算和存儲相關的核心技術，包括無損壓縮技術、后量子時代的加密技術、隱私計算、及糾錯算法。

MRD碼，全稱為最大秩距碼（Maximum Rank Distance Codes），是一種用於糾正矩陣錯誤的編碼技術。顧名思義，這種編碼的主要功能就是防止數據傳輸過程中的錯誤或數據丟失。

想象你正在發送一條信息，比如「我愛吃蘋果」，但是它突然變成了「我受吃蘋果」，這可怎麼辦？

為了避免這種情況，你可以在原始數據中添加一些額外的信息（稱為校驗位），這樣即使信息在傳輸中出錯，接收者也能根據這些校驗位找出錯誤並糾正它。

然而，為複雜的數學運算、對硬軟件的極高要求都導致在真實場景中應用MRD碼變得異常困難。

經過多年的深入研究，2024年春節前夕，領存宣布了一個激動人心的好消息：領存實驗室通過巧妙的算法解決了MRD碼的技術難題，使其即使在算力極為微弱的現實條件下，依然可以實現微秒級的編解碼性能！

不同於傳統糾錯碼，MRD碼需要建立在擴展的極高次伽羅瓦體（Galois Field）上，記為GF(q^m)（m為正整數）。

在實際應用中，m是一個較大的正整數，因此伽羅瓦體就會變得很大。如此高次的伽羅瓦體的構建和計算是極其困難的，由此導致MRD碼現實應用的困難。

而領存開發的技術不僅實現了對極高次伽羅瓦體的更簡單構建，完全將編譯碼的完成時間控制在微秒級，徹底突破了MRD碼從理論通向實用的障礙。

在低軌衛星和中軌衛星組網的模擬測試中，領存實驗室研發的MRD碼在糾錯性能上相比傳統糾錯編碼（LDPC編碼）實現了超過1萬倍的提升。這一成果將極大地提升在極端環境下的通信可靠性與效率，尤其是在天基信息網絡及深空通信領域具有划時代的意義。

更為值得一提的是，該項創新技術不僅提高了數據處理速度和傳輸效率，還為信息安全領域帶來了革命性的影響。在數學理論上，領存MRD碼算法也被認為是具備抗量子解密的能力。

也就是說，相當於是從高鐵時代一步跨越到了磁懸浮時代！

生活大爆炸，信息防竊取

也許這些理論技術知識你還是覺得過於深奧，但每當一項顛覆性的新技術問世時，將給全世界帶來巨大的變革，人們的生活也會發生翻天覆地的變化。

領存MRD碼實現微秒級的編解碼性能落地應用后的生活真的會像科幻走進現實一樣神奇。

你可以想象這樣的生活嗎？

• 信息傳輸無比絲滑，網上衝浪再也不會卡頓，看高清視頻也完全不怕！
• 手機信號更強，地鐵里也能暢快通話！家居更加智能，家裡的燈、空調都可以遠程控制，出門超級放心！
• 銀行交易更安全，不必擔心信息被竊取，資金更安全，生活才會更踏實！

聽起來像電視廣告，但這就是MRD碼實現微秒級的編解碼性能后即將為我們帶來的現實版「生活大爆炸」。

當MRD碼應用於家庭網絡通信，數據傳輸的穩定性和安全性將極大提高，「智能」冰箱、電視再也不是「商業噱頭」。

遠程醫療將更為準確和高效，相隔千里的醫生卻能通過無延遲影像與手術器械控製為病人看診治療，醫療資源即將普惠更多需要的人。

萬眾期待的自動駕駛，也將在MRD碼的護航下，極大提高系統的安全性和可靠性。解放雙手的出行不再遙不可及！

而在後量子時代，MRD碼的意義在於提供了一個抵禦量子計算機攻擊的可行和高效的加密手段——其強大的抗干擾和抗竊聽能力，能夠保護信息的安全傳輸，防止國家機密泄露！

尤其是在軍事領域，如电子對抗中，MRD碼可以提高通信系統的抗干擾能力和容錯性，保證在惡劣環境下通信的穩定性和可靠性，無懼敵方干擾和地形阻隔！

在智算中心中，它可以進行數據存儲和傳輸的糾錯和恢復，讓數據的計算效率up！up！up！

在未來，你可以期待：

• 國家領導人的電話將再也不會被敵對國家竊聽，你的信息也會更加安全；
• 在信息戰中，敵方很難通過電磁干擾來破壞我方通訊；
• 一場盛大的無人機編組演出將可以在各種複雜地形中上演

......

而MRD碼強大的抗干擾能力對於提升6G網絡在複雜環境下的通信性能也具有重要意義。

關鍵技術實現突破之後，MRD碼的應用可以使6G網絡更好地應用高速數據傳輸的挑戰，有效防止數據傳輸過程中的錯誤和干擾，保證通信的穩定性和可靠性，為用戶提供更加流暢、高效的網絡體驗。

MRD碼在6G發展中具有着舉足輕重的地位，真正托舉起6G的未來！

在不久的未來，MRD碼將在未來的各個領域中得到廣泛應用，你準備好顛覆你的「生活劇本」了嗎？

科技日新月異，新一輪工業革命已經展開，中國有着巨量的市場規模和豐富的數據量，相信MRD碼的未來將有着更多元化的AI應用場景，對我國在新質生產力、通信和數據安全等方面的深入發展具有重要的意義。

而在伴隨全科技競爭升溫，新產品新技術如雨後春筍般爆發，是我國科技實力和綜合國力的有力證明。