從三星對外公佈的細節來看，所謂的量子加密手機，實現方式就是在三星 Galaxy A71 5G 手機上，搭載由本地運營商 SK 電訊開發的量子隨機數生成晶片(QRNG)。

這也並不是什麼新技術。早在 2017 年，南韓 SK 電訊就對外推出了這款晶片，即採用量子金鑰分配(QKD)技術的新型光纖中繼器。這款晶片可以透過測量光量子態得到的隨機數來加密資訊。因為具有隨機性，也就基本上阻斷了被駭客破譯密碼的可能。

但 QRNG 的工作機制並不是按照量子力學原理，基於非常高的計算速度來生成完全不可預知的隨機序列，也只有這樣才能提升密碼系統安全的破解難度。

而所謂的量子隨機數生成器 QRNG ，其實就是 RNG 的一種。也就是依靠計算機模擬，基於演算法生成偽隨機數，或是從經典物理噪聲（如熱噪聲，電噪聲等）中提取隨機數。然後利用隨機數生成，來加密網際網路上傳輸的資料。

RNG 的風險就是，由於隨機數是根據演算法生成的，所以一旦駭客找到了所使用的演算法，就很有可能讓使用者隱私暴露在危險之下。

三星的量子加密手機解決方案，就是利用 CMOS 影象感測器捕獲的光源散粒噪聲產生隨機序列，說白了還是經典 RNG 的思路。

當然，QRNG 晶片能夠在智慧手機上搭載，也算是不小的進步。因為早在 2017 年，QRNG 晶片的體積，相對智慧手機而言也都比較大，並且價格也在數百到數千美元。比如 SKT 量子技術實驗室此前推出的超小型 QRNG 晶片，也有5*5 釐米，更適合應用在軍事、IoT 等裝置上。

所以，說三星這款手機的“量子”是假的，不太準確，因為 SK 電訊確實擁有量子加密技術；但要說是真“量子”，顯然跟大眾對於量子計算的期待還相去甚遠。

走下神壇之後，量子手機還有多遠？

儘管三星打了一個非常容易被戳破的擦邊球，但還是引發了不少網友的好奇。量子手機，距離普羅大眾到底還有多遠？

量子計算的能力不必多說了，去年穀歌宣佈的“量子霸權”，就讓量子系統用約 200 秒完成傳統超級計算機要花 1 萬年才能完成的任務。這讓很多人開始擔心，量子時代的到來會不會沖垮現在數字網路的所有密碼體系。

不過每一道烏雲都鑲有銀邊，量子計算同時也為人類提供了一種絕對安全的保密通訊方式——量子加密通訊，以保證量子計算機時代，密碼依然能夠被安全地儲存。

某種程度上，量子加密（以及延伸的量子通訊），可以說是量子計算本身最接地氣的應用了。

平易近人到什麼程度呢？在最近的“新基建”戰略方案中，量子通訊工程已經不被奉為神祗了。因為利用量子技術傳遞金鑰（資訊本身仍透過光纖來傳送）的量子加密通訊，已經有不少成熟的技術方案，並且產業鏈日益狀態，一些地方已經開始試建網路了。

比如“墨子號”科學實驗衛星的發射，就使中國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通訊。“京滬幹線”城際量子通訊網路，也已經建成，全程 2000 多公里。而早在 2012 年，合肥城域量子通訊試驗示範網正式建成。這樣城域、城際、地空覆蓋的量子通訊網路，其實早在大眾不經意間與我們生活在同一片天地中。

那麼，阻礙“真·量子加密通訊”飛入尋常百姓家的原因是什麼呢？

一是晶片。儘管量子通訊走下了神壇，但真正的量子晶片（而非 QRNG）依然是高嶺之花。去年穀歌、微軟就為此打出了“狗腦袋”。你方唱罷我登場，互相爭奪“量子霸權”，搶發更高量子位元的計算晶片。

而這種集成了大量量子邏輯單元的晶片，由於能力強大，甚至突破傳統計算機的算力極限。所以一方面能力不夠泛化，往往只能做幾種特定運算，並不符合人們對移動智慧千變萬化的應用訴求。這樣的量子晶片，自然也距離個人消費電子很遙遠了。

二是可用性。真正量子加密的實現邏輯是，基於二極體鐳射器隨機發射光子的量子隨機數發生器，將這些波導整合到晶片上，與電子裝置和探測器一起以極高的速度執行，將光訊號轉換成資訊。

由於量子金鑰是透過測量光量子態得到的結果，所以狀態也是隨機的。攻擊者即使截取了量子訊號，想要根據結果重新制備一個量子傳送給接收方，都會改變單量子狀態，不可避免地導致偏差，自然也就無法破解。

但光子發射卻很難控制，溫度高點、低點，甚至諧振器發生震動，都會影響它們的動作。絕大多數量子發射器必須保持在絕對零度，也就是 -273℃，執行條件需要隔音、隔熱、隔電磁……

2018 年《自然》雜誌刊登了一篇論文，史蒂文斯技術學院和哥倫比亞大學的研究人員，發明了一種可以生長完美晶體的技術，以打造可以在 -70℃ 環境中工作的量子發射器陣列。然而除了愛斯基摩人，可能沒有人願意在-70 攝氏度玩手機吧？

三是安全性。也許有人會說，既然實現真正意義上的“量子手機”還很遙遠，那透過量子隨機數生成器 QRNG 來模擬量子計算，實現“量子手機”也是可以被接受的。但“退而求其次”的結果就是，這種加密方式並非萬無一失。

和經典隨機數一樣，QRNG 晶片也存在器件不完美的問題，從而導致資訊洩露。比如駭客可以針對發射端——光源，或接收端——探測器發起攻擊。一般為了避免此類攻擊，科研類和商用類量子加密系統都會引入光隔離器這一標準器件。但對於智慧手機來說，顯然還沒有相關隱憂的處理準備。

從上述角度來看，“量子手機”距離走進大眾視角，還山高水遠。

產業更迭正當時：量子加密的真實開啟方式

儘管量子加密目前還不能廣泛應用到手機當中（三星這種擦邊球不算哦），但在某些特定領域的商用價值，已經開始顯現出來。比較清晰的幾個佈局和應用場景如下：

1. 雲端辦公的安全防禦。影片會議軟體 zoom 的“隱私爆雷”，也讓大眾開始關注遠端辦公趨勢下的資訊保安，尤其國內影片會議系統的使用者大多以大中型企業、黨政機關、組織機構為主，對影片會議產品的保密性和安全性提出了更高的要求。

此時，能否藉助雲計算提供實用化的量子加密通訊，可能成為雲服務商有效拉開競爭身位的關鍵。

2. 智慧產業的資料安全。金融、醫療以及軍事等領域對資料安全的重視程度，也讓傳統加密技術顯得力不從心。與此同時，這些機構也更願意為加密技術砸下重金。比如東芝就宣佈在今年九月份，將其加密技術應用在美國金融及醫療機構。中國合肥的新一代政務雲體系中，也將構建獨立的量子通訊傳輸通道，對重要業務系統傳輸運用量子加密技術。可以想見，不遠的未來，量子加密伴隨著通訊網路的逐步提升，也會成為為大眾資訊保駕護航的基礎。

3. 海量物聯的安全長板。5G 的到來，也讓泛在的物聯網裝置開始暴增，Business Insider Intelligence 預測：“到 2023 年，消費者、公司和政府將在全球安裝 400 億個 IoT 裝置。”

與此同時，傳統加密方法很難支撐智慧終端裝置的資訊保安需求。所以，使用量子加密來幫助保護 IoT 中的通訊，可能是快速增長的物聯網連線的解決方案。

可以想見，量子加密對現有商業場景的絕對重構，其價值不低於雲計算。而它最先觸控大眾生活的途徑，一定不是手機。

只是部分進行量子加密，並非量子通訊手機

說到底對手機的效能和速度沒有什麼提升

主要是加強了手機的安全性以確保不會被破解

三星的量子加密手機搭載SK電訊開發的量子隨機數生成晶片(QRNG)來加密網際網路上傳輸的資料。這事跟我們認知的“量子計算”有差異，不過，能在智慧手機上搭載QRNG晶片，也算是不小的進步。過去這樣的晶片體積非常大，成本也高。如今能用在智慧手機上已經很有意義。

量子相關的知識並不是特別玄乎嚇人，而是我們很少了解物理學知識和技術。

（1）事情的大致經過

2020年5月14日，南韓電信巨頭SK Telecom和三星電子合作釋出了全球首款集成了量子隨機數發生器（QRNG）晶片的5G智慧手機Galaxy A Quantum，這不是一款全新的手機，而是直接使用三星Galaxy A71 5G手機作為載體，因為三星向來喜歡在A系列機型上試水新技術，比如挖孔屏就首先出現在A系列上，定價64.9萬韓元，約合530美元，整合QRNG晶片並不會大幅增加智慧手機的生產成本。QRNG晶片由瑞士量子通訊技術公司ID Quantique提供

（2）什麼是量子

量子（quantum）是現代物理的重要概念。即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，並把最小單位稱為量子。

（3）量子手機是什麼意思？

顧名思義，就是利用量子的物理學特性，對手機進行加密，簡單的說，我們應該都聽過薛定諤的貓這個物理術語，它指的是量子的不確定性，也可以叫做測不準，意思是，量子有可能是A狀態，也有可能是B狀態，但是不能觀察，一觀察就只剩一種形態。

此外，量子還具有不可克隆、不可區分、疊加性、糾纏性、相干性等特點，物理學內容，可以自行了解

（4）量子加密是什麼？為什麼安全？

量子加密是利用量子力學的特性來實施加密任務。量子加密技術是主要有量子金鑰（源於量子隨機數生成器QRNG和量子金鑰分發QKD手段。

金鑰本質上是一串隨機數，常用的軟體隨機數都是由函式演算法生成，又被叫做偽隨機數，比如你用手機軟體生成一個0-9的隨機數，背後的原理有可能就是：在π的取值中，隨便從第幾位開始，給你一個數。當然還有很多演算法和函式，反正這些隨機數都是人為操作隨機。

另外常用的物理混沌隨機數，是基於經典物理方法生成，輸出結果是確定的，譬如擲骰子，看似隨機，但在丟擲的任何時刻，測量得到運動狀態、受力狀況、落地條件等因素，就可以知道確定的結果，也不是真隨機。

除了金鑰源的安全性，金鑰的安全分發也很重要，傳統金鑰的安全分發，仍大量存在人工用密碼箱傳遞的情況：因為一旦透過網路傳輸，就一定存在不安全。

量子金鑰分發，是使用量子態來編碼資訊，

根據海森堡測不準原理（不確定性原理），攻擊者即使截取了量子訊號，也無法有效測準單量子的狀態。如果攻擊者根據測量結果重新制造一個量子傳送給接收方，將不可避免地改變單量子狀態，導致解碼結果與編碼不一致。

量子保密技術在未來有廣闊的應用，可以用於軍事國防、秘密資料、票據證券、保險、銀行、工商、地稅、財政等領域。

當我們每個人的手機都有量子加密晶片時，進行銀行轉賬、密碼輸入等涉密操作時，就不用擔心被盜用或者攻擊。