中国图码：一项颠覆性的信息码技能

中国图码：一项颠覆性的信息码技能
这是一项创新性的底子理论研究结果，有大概导致技能范畴的庞大突破。由多少算法带来多少编码与图码期间，或将带来21世纪一项具有新发展性的通用信息技能革命！——中国科学院张景中院士
1974年，美国人塞尔沃和伍德兰德发明白条形码，1994年，日本人原昌宏发明白二维码，这两项技能的贸易化很快就在环球推广遍及开来。现在环球天天扫码次数凌驾100亿次，人类社会已深度进入数码期间。万物皆有码，随着5G物联网技能的不停成熟，将来整个天下将演酿成漂泊在数字海洋中的“港陆船埠”。
2014年，一项称之为“图码”或“非线性二维码”的信息码技能横空出世，在信息技能范畴引起了较大关注。图码被有关专家誉为“一项颠覆性的信息码技能”。这项新技能跟传统信息码技能最大的区别在于：传统技能都是接纳0、1二进位制数字来编码储存信息，因此称作“数码”或“数字编码”，而图码技能接纳多少布局单位来编码储存信息，因此称作“图码”或“多少编码”。条形码和二维码都是线性编码，它们布局上等价于数字码，而图码黑白线性布局上编码存储，它具备很多数字码没有的技能特性。简朴说，图码跟数码的比力上风在于：由于摩尔定律的限定，数码技能已经快到达其物理极限，非数字化信息处置惩罚技能成为当今一个前沿研究范畴，而多少化编码是最有盼望得到庞大突破的一个研究方向。图码是国内首个真正可以或许做到大规模市场推广的多少化编码技能，应用范畴和发展潜力巨大。
克日，记者随中心党校民营企业到场庞大科技创新的计谋与路径研究课题组一行，实地观察了位于盐城的江苏图码信息科技有限公司，并与图码技能发明人、公司董事长王同超举行了深入探究交换。这一新技能的诞生居然是源于他探索宇宙真理的哲学思索。

图为王同超正在演示图码的电脑操纵天生
瞻仰星空的新多少学发明者
昨们从古希腊两个科学公案讲起。人类最早的数学是劈头于计数和丈量，厥后就形成了算术和多少这两大独立的数学分支，数学研究的对象就是事物的数和形，也就是事物的数值盘算和多少证实。到古希腊期间，关于天下的本源毕竟是什么，哲学家提出了两种观点：一种观点是毕达哥拉斯提出来的，以为天下本源是数；另一种观点是柏拉图提出来的，以为天下本源是形，他假想宇宙万物是由正四周体、正立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体构成的，分别代表“火”、“土”、“气”、“以太”、“水”这五种元素。不外古希腊人本身却发现，数是离散的，而形是一连的，数和形相互抵牾，有些一连的多少量无法用数值关系来表现。数和形的抵牾贯穿了整个数学史。
王同超出生于盐城一个平凡的职工家庭。读中学时，受物理老师的影响，留恋上了科学，看了很多科普书，便发愤成为一位科学家，到高中结业时，他本身就能看一些量子力学和高等数学的教科书了。青少年期间，是一个人头脑形成的关键时期。他很早就开始思索“天下的本源是什么”这类哲学题目。有一天夏夜，他躺在草地上，望着满天繁星，忽然想到：本身躺着不动，但实在跟着地球在公转和自转，而太阳带着地球又围绕着银河系在高速运转，本身只是众多宇宙中的一个点，但本身这个点，又是一个具有多重复杂活动的动点，而一个动点的活动轨迹，实在包罗了多维活动信息，能反映出宇宙运行的根本规律。这是他形成“动态多少”的头脑抽芽，真有点“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”的意思。
厥后，王同超报考了函授软件编程专业，在上海师范大学读了一年，拿到了高级软件工程师资质，又读了中国人民大学的工商管理专业。结业后，他先后本身谋划了教具厂，又因会搞讲授教具的发明创造，就被市科协聘为科教专家组高级导师，负责青少年科技创新比赛运动。业余时间，他把全部精神放在了“动态多少”的研究上，而且这一研究就是十几年。在漫长的研究过程中，还发生了一段小插曲。2005年，王同超使用“动态多少”的方法，发明白一套“无心绘圆”讲授软件，没想到大获乐成，在全省推广，培训了30多万名门生，并获科技教诲发明省一等奖、天下三等奖。这一下子他就在市科教体系内申明鹊起，更刚强了本身搞“动态多少”研究的刻意。
从哲学走向数学，这条科学探索之路前后整整走了快要20年。2008年，王同超出书了专著《动态多少与数的图模（图码技能）》，提出了一套将数字和图形逐一对应起来的多少编码方法，并通过编程，在电脑上天生了整数和有理数的图模（图形），这种数学方法就足以用来准确处置惩罚二维图形，来储存信息，并创建了用多少布局编码和颜色来存储信息数据的电脑操纵天生器，这就是图码技能的底子工具。使用动态多少的方法，天生的实数图模越多，就有更多的数形来储存信息。他还从中发现了素数图模，具有最致密的布局，在同位数中素数布局总是有最大存储容量，这使得素数的形体有了信息承载用具的紧张上风。这是一个惊人的数学发现。数字是用来编码和盘算的，当数字转成形体后，又增长了存储信息的载具功能。
王同超在书中提出了一个紧张的假设：一个实数都有一个图模，一个是数的量，一个是数的形，两者逐一对应，共同构成“实全数”，它是数的数值和数形的完善联合。假如这个假设建立，那么数和形之间的抵牾就消除了，任何数都有一个形体，数的形体也都对应着本身的量，万物既是数也是形，数学体系今后就完善了。也就是说，对信息举行编码，数码和图码是等价的，但两种编码方式各具上风，相得益彰。
在调研时，王同超亲身在电脑上给昨们演示了数字酿成图形的彩绘过程，当你看到某个认识的数字酿成链条、网格、圆盘、花瓣等各式各样壮丽图案时，不由得感叹数是有神奇的天然之美。王同超还用“无心绘圆”的例子，给昨们这些生手解说了毕竟什么是“动态多少”。他说，假如不参照圆心，从动点的观点来看，圆就是这个动点沿曲切线方向的均速活动，再加上自身法线方向加快和自转，这三个维度的活动叠加在一个动体上，其活动轨迹就是一个圆迹。说白了，“动态多少”就是把动点全部维度的活动轨迹，按时空法则及出现序列，叠加起来而得到的图形。数字也可以看作是动点按照肯定的活动规则而形成的活动轨迹，以是在盘算机里，一个数字都有一个对应的数模。当盘算机编程能把数字的外形都天生出来，数和形就成为了不可分割的团体，王同超以为这种“完备的数”，才是宇宙万物的本源。数字具有形体这一发现，将数与形实现无缝对接，在原理上不必要编码转译，这对盘算机编程来说意义庞大。在《动态多少与数的图模（图码技能）》专著出书审稿时，受到了江苏省数学学会秘书长郑维行传授的支持与高度评价。
万物皆数，万物也皆有形，数形同源。王同超以为：“人类信息技能才做了一半，数字编码是一半，多少编码是另一半。”对新一代信息技能探索来说，这种理论视野黑白常深刻的，也代表了将来盘算机技能发展的主流方向。由动态多少和数形的多少算法，转化到图码的理论方法和技能方案，这项技能转化无疑走出了从0到1这关键性的一步，它不但在理论上具有极强原创性和开创性，在工程技能上也具有广阔的应用远景和巨大的市场潜力。中国科学院张景中院士评价这是一项创新性的底子理论研究结果，有大概导致技能范畴的庞大突破。由数字算法带来了数字编码与数码期间，这是20世纪最巨大的科技革命。而由多少算法带来多少编码与图码期间，或将带来21世纪一项具有新发展性的通用信息技能革命！

图为图码产物推介会
破解防伪追溯困难，全面换代二维码
专著出书后，王同超面对着一个选择：“动态多少及图码技能”这一新理论新技能，毕竟是写成学术论文去发表，照旧开辟出产物去创业？这是两条完全差别的门路。他一时也难以决议。见过一位科技局向导，鼓励他说：你发明白一个紧张的数学方法，假如能把它转化成工具或产物，这个意义比写篇论文更庞大；要是产物能推动人类文明进步，那意义就更巨大。这番话使他下定了创业的刻意。
2014年10月，在市科技局和园区的支持下，王同超建立了江苏图码信息科技有限公司，后被评为国家高新技能企业、江苏省软件焦点竞争力企业。他谋划教具厂多年，对办企业、做贩卖并不生疏，但他把前期工作的重点放到了技能研发上，连续开辟新技能产物，并申报了20项国内专利和5项国际专利，以及软件著作等知识产权达百项，完成了公司可连续发展必须的技能储备。同时，他使用本身多年积聚的市场资源，开辟出图码追溯管理体系、证书验证管理体系、门生发展信息与教务管理体系，先在市内各大中小学推广遍及，后又扩展到省内别的地域，效益可观，实现了公司的滚动式发展。公司还接纳了定制式市场贩卖模式，连续为天下各地的客户开辟着名片码、证书码、商标码、防伪追溯码、网站流派码、管理聪明码等定制化产物；聪明码操纵体系、图码网流派平台、图码工厂网上生产平台，是近期完成的财产化平台。现在，公司研制出二十大类的数十种码品应用，可满意各行各业的用码、扫码需求。王同超自大地说：颠末这些年的技能积聚，公司已经做好大干快干大发展的充实预备。
但王同超也认可，现在图码产物的市场推广并未到达预期的结果，重要是各人都已风俗了条形码和二维码，二维码在市场上已占据绝对主流，人们要担当并换用图码尚需时日。不外他夸大，图码全面发作应用到市场上是早晚的事，由于图码技能比二维码技能要高出几个量级，尤其是对码自己的同一追溯和安全羁系上。接着他又给昨们讲起了图码的几个重要上风：
第一,图码是直接用肉眼辨认的信息码，看到图码就如看到码主人，譬如商标、logo等，二维码是不可辨认的固定外形好坏点聚集。以是，图码的样式远比二维码丰富，做出对象标记同等的信息码。
第二,二维码的成码与解码，全都开源了，谁都可以天生利用，其可靠性、安全性都非常低，重码题目如今也越来越严峻。像防疫码、康健码、场合码，之以是冒出来这么多题目，重要就是重码和仿冒导致的。而且，二维码的技能体系是日本人创建的，昨们下载就用，或在人家内核码底子上加些代码做点调解，但焦点代码和算法满是人家封装的，以是传统二维码的主权不是昨们的，信息安全性非常差。图码就完全相反，这项技能没有开源，全部码均由图码天生平台同一生产并同一管理，安全系数极高。
第三,图码最大的上风在于，它完全破解了对信息码自己防伪追溯的技能困难，这是二维码不能相比的，昨们对常用的二维码没有追溯羁系体系，二维码自己不能被追溯，用其追溯人或物品，是件滑头事。原理非常简朴，每个图码都有一个多少密钥码，这个密钥码是自然的随机的，来自图码原型布局，并内置在图码内部的，有了这个自然的密钥，昨们就能对图码自己举行羁系和长途控制了，而验证图码的密钥码，一样平常就封存在背景信息数据库中，只有码主本人才知道，外人不知道这个密钥，就无法实现内仿。假如外人仿制了你的图码，他不知道密钥，就无法登岸背景确认，只要扫读，这个仿码就会被背景抓获，从而实现对信息码自己直接羁系、追溯防伪的目标。
王同超给昨们展示了图码防伪溯源的操纵。当用手机扫读有题目的图码时，就会出现两种提示音：一种是“所购为赝品”，这就可以确定买到赝品了；另一种是“所购已验证多次”，并会出现验证的次数和初次验证的时间，此时就必要细致来检察货品的真伪了。全部扫读的效果都会反馈到背景，帮忙厂家打假溯源。这番操纵下来，引起了课题组的极大爱好。王同超先容说：图码可以实现全体系防伪溯源，彻底办理冒充伪劣产物辨别题目。二维码由于区分不了真码和伪码，以是也辨别不出真品和伪品。图码是一个升级版的安全信息码，它自己就是一个微区块链。这是现在的二维码无法实现的。
“昨们夺取在5-10年内，实现图码全面换代二维码的紧张应用场景，这将是一个万亿级的大市场。”王同超这句话说得非常刚强，像一位指挥员正在发布作战令，给课题组每一位都留下了深刻印象。

图为图码创意计划大赛
构建新一代信息码技能的底层体系
在观光图码技能研究中央时，王同超向课题组先容了将来图码财产发展的假想。全面升级二维码，只是图码第一层应用计划的目的，这项技能实现了载信二维图形和数码之间的准确匹配。图码技能自己还在不停迭代升级，现在第二层图码应用计划已近于完成，它比第一层应用的底子部门要多五倍的工作面，并将带来更为丰富的高维多少码形态。最新开辟的图码立体码产物及技能体系，两项发明专利都已经授权，这项图码新产物新技能将从根本上办理工业品定制和工业4.0大规模生产关于产物的身份题目。颠末近十年的研发，图码已从一维非线性存储升级到平面编码存储，正在从二维布局编码升级到三维立体编码，理论上，还可继承天生四维时空动态编码，乃至更高维度的信息体产物，其开辟潜力险些是深不可测的。图码符合将来信息技能发展的趋势，可广泛与区块链、元宇宙和人工智能等最前沿科技融合，开创信息深度应用范畴。
谈到将来信息技能的发展，王同超提出了一个比力超前的想法。他说，近来2nm芯片研制乐成，这已经到达了数码技能的物理极限，将来信息码技能的紧张方向是多少码。现在信息码技能的底层体系还是数字码，而新一代底层体系的构建将是数字码和多少码的混编。但由于缺乏底子理论的引导，多少编码的研发在国际上不停都是个困难，乐成实现量产的多少码产物也寥若晨星。创建在动态多少上的图码技能，可以说是一“码”当先，开启了从数字码到多少码的汗青性迁移转变，它不但是一项颠覆性的信息码技能，乃至大概改变整个信息技能发展的方向。王同超告诉课题组，现在公司正在跟阿里云、中国网络空间安全协会，开展业务运动，加速新技能的迭代升级，终极目的是要构建新一代信息码技能的底层体系，将将来信息技能发展的自动权牢牢把握在中国人本身手里。这无疑是一个极其雄伟的企业发展愿景。
通过实地调研观察，课题组同等以为：图码是一项具有原创理论的焦点技能，它完全可以发展为将来新一代信息码的通用技能，在当前加速建立国内同一市场的大配景下，这项新技能无疑对国家书息安全与财产经济安全发展，都具有庞大意义。但理论再好，技能再先辈，都必须放到市场上去淬炼实践，去自我实现。课题组发起：现阶段是图码发展的关键期，要加大宣传力度，让更多人相识图码，关注图码，同时也要做好顶层贸易计划，聚焦防伪溯源这个最具技能上风的财产范畴，会合气力来做几个大项目、大客户，一举办理公司“腾飞”阶段的市场瓶颈困难。等机遇成熟，公司再引入战略投资者，并积极到场有关信息码国家尺度的订定工作，推动形成图码财产大发展的格局。

图为王同超在给课题组做解说
课题组对王同超董事长的创业头脑表现附和。中国科技创新必须依赖一线的科研工作者和企业家，他们才是最具创新意识的市场主体。真正巨大的产物都是从市场上拼杀出来的，而不是在PPT上规划计划出来的。经济学大家熊彼特有个闻名观点：“创新应当是企业家的重要特性”。而所谓创新，就是把各种生产要素创造性地组合起来，不但单只是技能要素。图码必须尽快把本身的技能上风转化成市场上风，在新一轮科技革命和财产厘革即将到来之际，扎稳脚跟，行稳致远，妥当发展为环球信息码技能的领军企业。 （泉源：和通社《亚洲消息周刊》、《亚洲经济导刊》∕吕陈君，编辑刘闻益）
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