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2017,云计算的刚性需求来自哪?

2017-04-18黄允松

报刊荟萃(上) 2017年2期
关键词:量子密码

黄允松

又是新的一年,作为在IT界多年的从业者,我想跟大家分享一下云计算的发展机遇,以及未来可能的技术方向。

数据驱动的社会,云计算成为刚需

在美国的IT消费者市场中,云计算占据20-30%的份额。这一比例在中国还是个位数,大概在5%左右,但是我相信中国很快会超越美国。我重点关注的中国市场正在发生深刻的变化。

近年Fintech金融科技领域有一个非常火的单词,叫“区块链”(BlockChain)。它之所以如此重要,源于虚拟世界的不信任关系。在信任或信用重建的过程中,“区块链”应运而生。

在“区块链”中,科技承担什么样的角色呢?科技让IT的管理和控制透明化。“区块链”是全国甚至全世界共享的庞大体系,在稳定性、效率、可靠性、性价比等方面,云计算明显比传统IT更胜一筹。

现代金融源自英国并在美国发扬光大。金融行业亟待变革,其中互联网金融最具代表性。在《ThePayPalWars》中,讲述了PayPal在现代金融基础上进一步信息化的过程。美国的互联网金融在银行、保险、证券等领域都做得非常好,从这个层面就能理解为什么在云计算的采纳上,美国占了20-30%,中国只有5%左右的份额。正是因为金融业是IT行业最大的消费者,在很大程度上主导了未来的方向。

从2017年开始,中国的互联网金融将半推半就地进入一个新的历史时期,中国人民银行也将正式启动官方数字货币的研发。前段时间看过一份有关金融的调查报告提到,在中国超过一半的职场中坚力量(85后),压根不把钱存入银行,而是存到其他金融机构里。这些金融机构做的事情跟量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的统称,是目前物理世界已知的最小基本微粒。日常生活中无处不在的光就由大量光量子组成。在量子力学中,科学家聚焦的是:在单个原子或次原子粒子尺度上,物质与能量的行为和相互作用。相较于宏观物理世界,量子有很多奇妙特性,诸如量子叠加和量子纠缠。其中,对通信最重要的影响是“量子纠缠”。量子信息学是量子力学与信息科学相结合的产物,它包括量子密码、量子通信、量子计算机等,近年来,在理论和实验上都取得了重大突破。

20世纪90年代,物理学家在理论上证明,对微观世界的物体而言,借助神奇的“量子纠缠”,可以将物质的未知量子态精确传送到遥远地点,而不用传送物质本身。将量子力学理论和信息技术结合,通过对光子、原子等微观粒子的精确操纵,信息编码、存储、传输等处理方式将会发生革命性变革。

由于一个量子单元的行为能瞬间影响另一个量子单元,从而改变被测量物质的状态,这一特性意味着,不可能实现对一个未知量子单元的精确复制。基于这一原理,科学家提出了量子密码的概念,也就是用具有量子态的物质作为密码。

量子密码是应用量子纠缠效应来进行信息的保密性传输,它的优点在于:不必在密码编辑上劳神费力,甚至根本不用常规密码,直接把信息以纠缠态方式发送,即可完美保密。原因是,当黑客闯入传输网络,光子束会出现紊乱,每个节点的探测器都会指出错误等级的增加,从而发出受干扰警报;发送与接收双方也会随机选取比较,全部匹配才会确认信息没有被窃听。这样一来,黑客就无法不留痕迹地闯入一个量子系统,甚至连尝试解码这一举动,都会导致量子密码系统改变原有状态。当然,即便有黑客成功拦截获得了一组密码信息的解码钥匙,也仅是乱码信息,而在完成这一举动的同时,也导致了密钥的变化。当合法的信息接收者检查钥匙时,则可以从量子态的改变中知道密码曾被截取过,一旦发现破绽,就会马上更换新的密钥。

量子密码的出现使密钥的安全性产生了全新变化。将量子密码应用于量子通信系统中,就成了量子保密通信。随着量子通信技术产业化和广域量子通信网络的实现,用不了太多时日,量子保密通信作为保障信息社会通信安全的关键技术,将会走向大规模应用——广泛应用于政治、经济、科技、金融等重要领域,为信息化社会提供基础的保密服务和最可靠的安全保障。

除了安全保密外,“神速”也是量子通信的另一大優势。传统通信的算法基础是0或1,而量子通信是量子单元,不仅含有0或1,还有0和1共存的状态,所有单元可同时完成逻辑运算,同时完成多重任务。量子计算机的这一特性,注定了量子通信的速度将比现在的通信速度大大提高。例如,4G网络延迟时间为50毫秒,无线电信号从火星传到地球要延迟十几分钟。而采用量子通信技术,不受传输距离影响,可消除延迟现象,实现“即时”通信。在未来,量子通信即时沟通的优势将大有用武之地。

显而易见,量子特性在信息领域中有着独特功用,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量等方面,将突破现有信息系统的极限。量子通信可以从根本上杜绝窃密,确保信息安全,并能够极大提高信息处理速度。量子通信大规模推广应用后,“量子互联网”将顺理成章取代现如今的互联网。

而量子信息技术实用化的难点在于,对多粒子纠缠的操纵,这也是量子信息处理的核心物理资源。科学研究证明,要实现有实用价值的量子模拟机和量子计算机的基本功能,起码要实现几十到上百个量子比特的纠缠。目前,科学家仅能一次性将12种粒子纠缠起来;而量子计算机要实现商业化应用,至少需要将这一数字增加数十甚至上百倍。看来,量子通信的阶段性成果触手可及,而有决定性意义的成果还需再接再厉!

当然,量子理论的应用远超计算和通信领域,量子科学带来无限可能。正如爱因斯坦所说:“我们现在所看到的只是一个尚未完全理解的真正实体的局部。”通过量子理论,人类将有机会在微观和宏观世界之间架设桥梁。

总之,利用量子理论来变革信息技术,有望实现对信息处理能力的革命性突破,量子计算机和量子通信不只存在于科幻小说中,而是越来越接近现实世界。量子科技在推动人类社会文明进步方面将发挥颠覆性作用,要进一步创新技术和变革理念,以更好地操控多粒子纠缠,进而推动量子产业发展壮大。

(摘自经济日报2017年2月11日)

银行一样,左手收储蓄,右手放贷,中间赚利差,只不过采用的技术和工具更加复杂,含金量更高。实际上,所有金融危机如次贷危机的发生,往往是对风险控制的失误或者失效导致的,由科技与人脑分工协作共同控制风险会更为可靠。

从我们的观察来看,随着金融模型、项目复杂度、资金流动量的递增,银行为了确保风控的可靠性正在陆续借助大数据工具,实行新的风控手段。因此,云计算第一个刚性需求的来源就是大数据。尤其是那些对数据处理的敏捷性和复杂性要求较高的行业,将会广泛地,甚至唯一地采纳云的模式,比如金融行业、安全行业、制造业、商品流通业等。

在安全行业,他们对于数据处理的渴求,像怪兽一般无止境。金融行业对历史数据的批处理(静态处理)是可以接受的;而安全行业对于动态数据接近100%的实时处理需求非常高,即流数据处理。这里的安全行业是宽泛,包括公安部门、国安部门和军方等,信息的重要性甚至比武器还要高。

再比如制造业,亟需提升效率和产品友好度。站在我的角度来看,传统制造业衰落的根本原因非常简单——生产的产品是否符合消费者的真正需求?工业生产寻求规模化以降低平均成本,但是无法满足渐渐崛起的消费意识的需求。所以,由数据驱动生产流程非常关键,所有的决策都应该以数据为依据。

以沃尔玛为例,它是美国第一家全面引入100%数字化商业制度的公司,对货架、商品、销售过程、会员顾客、顾客体验进行全套管理,全面使用条形码,唯一追踪相关的SKU。自此,沃尔玛的运营效率获得极大地提升,商品与顾客的需求非常契合,口碑越来越好,运营成本也越来越低。因此,数据驱动的生产流程,对每个行业来说都是非常关键的。

不管是“消费升级”还是“中国制造2025”,重中之重是要实现数据驱动、自动化、智能化,以及基于场景化的制造。一切都需要基于数据,更需要依托于云平台。各行业都亟需打造强健的云平台,否则一切的改良、革新和升级都会沦为“无本之木,无源之水”。

技术的归云计算,应用的归人类

技术变革率先发生在存储领域——机械硬盘消失,闪存兴起。

计算机硬件系统里只有一个机械设备——机械硬盘,它带来的灾难是无与伦比的。在计算机行业里,虚拟化和云计算就是经典的“共享经济”。但是机械设备无法满足并行处理的需求,极大地束缚了共享经济的发展。

2016年11月,青云QingCloud正式推出上海1区,全部采用SSD闪存介质,不再使用机械硬盘。我们用实际行动证明这是一个电子的世界,而不是机械的世界,青云QingCloud正在引领这一潮流。计算机体系架构里最大的瓶颈是机械设备,如今已经可以退出历史舞台了,这对云计算行业是巨大的利好。

其次是网络的变革。

万兆光纤已经成为整个行业的最低配置。现在的主流配置是10万兆,即单根光纤25GB,捆绑4路。为什么网络带宽的需求会变大?一是为了共享。二是总线概念的外延。总线是数据的通道,当单一计算机成为分布式计算中的一个节点,无数同质的、异构的节点连接成一个系统时,就需要新的总线——网络(以太网)。青云QingCloud在2017年将全面采纳单根光纤25GB的10万兆网络方案。

最后是软件架构。

我年轻时做开发,不仅要学操作系统,还要学很多语言(Java、PHP、Python等等)、中间件和数据库知识。现在的程序员完全没有这个挑战,首先数据库都会跑在云上,比如AWS的Aurora、谷歌的F1,青云QingCloud也將在今年正式发布自己的关系型数据库。用户的工作只需要跟API对接,存数据、取数据、删数据、改数据,而调优、打补丁、扩容、分库、分表等工作都可以交给云服务商。在云端对中间件(Middleware)进行服务化的过程,使得工程师不再需要关注复杂的技术,而是关注业务本身。

云计算取得伟大成功的标志,就是当它成为新的空气,没有人能离开它,而云服务商也被完全透明化的时候。我们解决问题的方法是将技术的归云计算,将应用的归人类。

(摘自新华网,2017年2月9日)

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