军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******
光量子干涉实物图。图片来自新华社
党的二十大报告在总结十年来的重大科技创新成果时,再一次提到了量子信息。近年来,“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批量子信息领域的成果集中涌现,我国量子科技实现从跟跑、并跑,到部分领跑的重大历史性飞跃,量子科技发展的体系化能力正在稳步建立。
量子力学自1900年诞生以来,打开了人类认识世界的一扇新的大门。第一次量子革命,量子力学催生了晶体管、激光等重大发明。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命兴起,极大地影响和改变着人类的生活。
本期科技访谈录,我们邀请到军事科学院量子技术方向学科带头人、国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心副研究员徐馥芳,请他谈一谈神奇的量子世界,展望量子科技发展的宏阔未来。
量子之美,美在未知
记者:习主席在党的二十大报告中,把量子信息列入新时代十年重大科技创新成果之一。量子信息是什么?它和我们经常提及的量子科技有什么关系?如今我国在量子信息领域都取得了哪些重要成就?
徐馥芳:量子信息是量子物理学和信息科学交叉催生的技术领域。它利用微观体系的量子效应,实现信息的高灵敏感知、安全传输和高速处理。量子信息主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量等3个典型技术分支。
量子科技是一个更宏观的概念。它指的是量子力学建立后催生和发展起来的一系列科学与技术。随着量子信息技术的发展,量子科技发展进入新阶段,第二次量子革命兴起。这是一次巨大的飞跃,直接或间接改变和提升着人类获取、传输和处理信息的方式和能力。
近年来,我国在量子信息领域取得了很多重大成果。在量子通信领域,我国实现了光纤量子保密通信应用演示与验证的“京沪干线”,成功发射了“墨子号”量子卫星;在量子计算领域,我国实现了“九章”光量子计算原型芯片和“祖冲之号”超导量子技术原型系统;在量子探测领域,我国多个单位研制的冷原子干涉重力测量样机在国际重力比对试验中都取得了优秀成绩,针对水下目标探测的量子磁力探测样机已经针对典型场景开展了测试,等等。
记者:我们知道,量子力学是描述微观物理世界的理论。在您的眼里,又或者说在您的想象里,量子世界有多美?
徐馥芳:量子世界之美,在于它的神秘与未知。在量子的概念提出之前,我们对微观世界的认识,往往基于对宏观世界的理解之上。受到物理学自身限制,我们无法直接观测微观世界,甚至借助光学、电子学显微镜等也只能观测到皮毛。如今,了解过量子测量的我们都知道,量子测量会对被测量子系统产生影响;处于相同状态的量子系统被测量后可能得到不同的结果。这种因果颠倒的试验结果听来近乎玄幻,也是诸多科学家无法用经典物理学理论解释黑体辐射实验的原因。
在量子世界,很多经典物理学中不存在的物理状态变得可能。量子力学直接颠覆了我们对整个世界的认知。一个全新的世界在我们面前徐徐打开,太多的未知等待着我们去探索。这怎能不令人欣喜?
如今,还有许多物理现象难以被我们理解,比如量子隧穿、电子自旋、电子轨道跃迁、单电子自身干涉、测量导致的坍缩、共轭物理量无法同时精确测量(海森堡测不准原理),等等。这些都是量子世界里的一扇扇神秘的“大门”,一旦打开走进去,里面可能是一个更加幽远深邃的“洞天”。
但是,量子世界的神秘,或者说对量子世界的疑惑,并不足以使我们怀疑量子力学。量子力学的一部分已经得到实验验证,基于量子力学发展起来的科学与技术,已经极大地改变了我们的社会,并将继续服务于人类社会生活。
量子概念图。资料图片
对未来世界的影响,将远超你的想象
记者:有句俗话说,“遇事不决,量子力学”。量子似乎已经走进了人们的日常生活,又似乎还很遥远。您怎么看?
徐馥芳:很多时候,我们会觉得量子力学离我们很远。这一略带神秘、略显高深的学科,告诉我们微观世界中存在一些超导、超流、纠缠等神奇的量子效应,一般人很难理解。虽然一直都在说量子科技正在走进我们的生活,但是这一过程,往往以基础科学的形式在起作用。量子力学指导和推动了电子技术和信息技术的发展,但是我们的科学家、工程师和用户并不一定需要对量子力学懂太多。传统的学科还在将技术进一步推向前沿,仍有在不引入量子力学的情况下的进步空间。或者更直白地说,期望改变世界的量子信息技术,目前许多还停留在实验室阶段或者初步应用阶段,有待进一步突破。
另一方面,量子力学其实离我们又很近。我们周围的物质,包括我们的身体和大脑都是由原子分子构成的,它们在微观上遵守的是量子力学的规则。我们享受的现代科技产品,手机、电脑等都是量子力学指导的产物。近年来,随着量子信息技术的快速发展,量子通信、量子计算、量子精密测量领域都取得了一些重大进展,相关的科技产品正在加速走进我们的生活。
当然,我们更需清醒地看到,量子技术在向世界展现出其强大能力和发展潜力的同时,也面临巨大挑战。这其中,不仅有来自对量子态的长时间维持和精确调控等人类改造世界能力的挑战,更牵扯到物理学基础理论等人类认识世界能力的挑战。也许,还需经过漫长的时间,有新材料、新机理等特殊契机出现后,量子技术才能真正向世界显示其威力。
记者:请您设想一下,量子信息技术会给我们的未来生活带来怎样的改变?
徐馥芳:量子信息技术对未来世界的影响,将远超你的想象。在量子信息技术的3个分支中,量子精密测量和量子通信发展得相对成熟,已经从实验室“飞入寻常百姓家”。而难度最大的量子计算,发展仍处于早期阶段,距离商用普及仍有较长距离。我们乐观估计,还要20年以上的时间才能实现。
量子计算是量子信息技术中最综合的一个技术分支,也是对信息技术冲击最大的一个分支。从算盘时代发展到冯·诺依曼架构的电子计算机时代,人类社会发生了翻天覆地的变化。从经典计算机到量子计算机,“量子比特”取代了经典的“比特”,量子计算机在理论上具有秒杀所有传统计算机的计算能力。可以想象,一旦通用量子计算机发展起来,人类社会又将再次经历巨大变化。网络信息安全、大数据和人工智能、化学生物制药、金融工程、智能制造等领域都将因为量子计算机的巨大信息处理能力,发生颠覆性改变。
有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远
记者:在钻研量子技术的道路上,您遇到最艰难的挑战是什么?
徐馥芳:从我的经历来看,最艰难的往往是起步阶段。我们这个团队是伴随着2017年新军事科学院调整组建而成立的一个研究团队,刚刚成立时,团队只有几个人,来自全军不同的单位。我还清楚记得,大家刚来到单位的时候,办公场地都是临时借用的,第一份项目申报书,是在临时租借的宿舍中完成的。但大家都没有被这些现实困难吓倒,科研经费有限,就省吃俭用买设备买器件;团队人才短缺,就想方设法引进、培养青年人才……几年时间过来了,我们的团队已经相对稳定成熟,科研条件有了很大改善,也取得了不少研究成果。
回顾这段从零起步的创业历程,我最大感触是,我们这一代科研人员赶上了一个好时代。在国家高度重视科技创新的大背景下,在党中央和中央军委的相关政策扶持下,在军事科学院良好的科研氛围下,我们团队可以瞄准一个目标,心无旁骛地共同努力。在这种环境下,拼搏也成为内在的自发本能。
记者:您认为,研究量子技术和其他科学技术有什么不同?研究量子技术需要怎样的科学精神?
徐馥芳:由于量子物理的概念与宏观世界完全不同,从事量子技术研究需要经过科学的系统训练,接受其独特的逻辑和技术方法。量子力学是一门完备的、严谨的科学。没经过系统训练,利用学习到的部分量子概念,结合自己的现实经验看待或处理问题,很容易走入歧路,产生错误观点。
现在社会上对量子技术存在着两种极端理解:一种是认为量子技术是骗子技术,所有的都是假的,不认可量子力学的正确性,或者认可量子力学但不认可量子技术;另一种认为量子技术是万能的,会彻底颠覆现在的电子技术和信息技术。这两种理解毫无疑问都是错误的。量子力学是一门基础学科,我们需要理性认识基于量子力学发展起来的量子技术,尤其是方兴未艾的量子信息学。它是一门全新的交叉学科,它的发展将成为我们传统信息技术的有力补充,并成为信息技术深化发展的基础。
从我长期从事量子技术的经历来看,我认为,研究量子技术,一是需要科学严谨的态度,能够严格依据量子理论进行推理和验证,进行试验设计和现象解释;二是需要前瞻的洞察力,量子世界的现象和规律与我们熟悉的经验世界完全不同,对研究中碰到的问题,必须敢于大胆假设,勇于创新,小心求证;三是需要持之以恒的韧劲,在研究量子信息技术时,科学难题和工程技术难题同在,很多时候在短期内都难以出重大应用成果。中国古人常讲“十年磨一剑”,但在这个领域,有可能十年都难磨一剑,所以必须沉下心来埋头苦干。
在科学研究上,有时看似下的是慢功夫,实则走的是快车道。量子技术是一门非常前沿且深奥的学科,目前虽然已经有了一些研究成果,但还有更多的“无人区”等着我们去探索。当我们与世界同行站在同一起跑线上,有没有勇闯科技“无人区”的胆识,决定了我们未来能走多远。
文字整理:张志华
元旦假期消费市场盘点:人气渐旺,暖意渐浓******
餐饮:烟火气回归,线上线下“双主场”发力
这个元旦假期,许多餐饮从业者找回了久违的忙碌。
位于山东济南大观园景区的城南往事客流量猛增。“1号晚上11个房间全满,等餐区也坐得满满当当,一直到晚上10点半还没忙活完。”店长王一举告诉记者,目前年夜饭的包间也已经全部订满。
1月2日晚,人们在山东省济南市芙蓉街游览、品尝小吃。新华社记者 徐速绘 摄
随着近期一系列防疫政策优化调整,餐饮市场加快复苏。美团数据显示,元旦假期前两日,全国堂食线上交易额较前一周同期增长超1倍。其中,江苏、浙江等地相关交易额增长超230%。
线下堂食人气攀升,线上消费热度不减。“新华视点”记者采访了解到,不少商家推出火锅、披萨等品类的新年套餐,满足消费者宅家聚会需求。美团外卖数据显示,提供新年菜品的商家比前一周同期增长3倍,火锅订单环比节前增长90%。
1月2日,在山东省济南市仲宫街道的农村大集上,人们选购草莓。新华社记者 徐速绘 摄
“越来越多餐饮商家更加注重线上线下并重的‘双主场’战略,在堂食恢复之后,外卖能够拓宽服务半径,增加获客,同时反哺堂食,帮助商家实现线上线下双增长。”中国饭店协会副会长金勇说。
1月1日,游客在济南宽厚里排队购买美食。新华社记者 朱峥 摄
餐馆等经营场所有序恢复,带动线下商圈人气回暖。记者从广州天河路商会获悉,元旦前一天该商圈人流量超过100万人次,各商场围绕创意艺术、国潮文化、奇幻文旅、天河时尚推出100余场活动,吸引不少消费者前来体验。
旅游:超5000万人次出游,冰雪游自驾游受青睐
从山脚仰望位于新疆的乌鲁木齐丝绸之路国际度假区滑雪场,不同雪道在山腰依次排开,来自全国各地的滑雪爱好者翩然而下,在白色雪道留下优美弧线。
“元旦假期雪场游客非常多,每天至少有三四个人跟我学滑雪,一天能挣好几百块钱。”滑雪教练王革成告诉记者。
1月1日,在重庆市南川区金佛山景区滑雪场,一名小游客在雪场教练的指导下练习滑雪。新华社记者 刘潺 摄
正值雪季,各地游客玩冰雪的热情高涨。飞猪数据显示,元旦期间,包含“滑雪”“冰雪”等关键词的热门冰雪旅游商品销售同比增长超三成,吉林、黑龙江、河北、新疆等成为热门冰雪旅游目的地。
1月1日,游客在哈尔滨松花江冰雪嘉年华园区游玩。新华社记者 张涛 摄
据文化和旅游部数据中心测算,2023年元旦假期,全国国内旅游出游5271.34万人次,同比增长0.44%;实现国内旅游收入265.17亿元,同比增长4.0%。
2022年12月31日,不少游客在广州长隆旅游度假区大马戏剧场迎接新年。新华社记者 刘大伟 摄
出游意愿回升的同时,安全、健康成为更多消费者的考虑因素。元旦期间,不少游客倾向于选择错开人群相对集中的出行方式和景区景点。飞猪数据显示,元旦期间热门旅游城市的租车预订量环比上月增长超3倍,自驾游成为热门选项。此外,2至6人的精品团、私家团备受消费者青睐。
2022年12月31日,游客在陕西西安长安十二时辰主题街区观看表演。新华社发(邹竞一 摄)
旅游市场有序恢复,带动酒店、民宿预订量上升。跨年夜当晚,美团平台上高端酒店入住间夜量创下2022年新高,较此前的“十一”假期峰值提升超20%。元旦期间,三亚、西双版纳等热门目的地多家度假酒店迎来满房。
电影:元旦档票房破5亿元,市场韧性显现
“明显感觉电影院的人多了起来。今天和朋友一起来看《想见你》,希望通过观影为新的一年增添一些温暖美好的色彩。”来自北京的观众田畯走出电影院后说。
统计数据显示,元旦档我国电影市场票房为5.5亿元。专家分析认为,今年元旦档上映的影片题材以科幻、爱情、动画为主,契合节日氛围,在一定程度上满足了观众不同的观影需求。
游客在位于河南省郑州市中牟县的电影小镇餐厅就餐(2022年12月31日摄)。新华社记者 李安 摄
一系列疫情防控政策优化调整后,各地电影院复工脚步加快。灯塔专业版影院营业地图显示,1月1日当天,全国营业影院10640家,创下近10个月的新高,营业率达85%。在北京、西安、天津、郑州等城市,《阿凡达:水之道》等影片元旦档票房超过上映首周票房。
“目前一批新片正在待映,其中《流浪地球2》淘票票想看人数已突破72万。今年春节档影片阵容丰富,预计有望拉动电影市场进一步回升。”灯塔专业版数据分析师陈晋说。
1月1日,市民在天津金茂汇商场内观看演出。新华社记者 孙凡越 摄
业内专家表示,元旦档票房“成绩单”折射消费复苏的同时,也展现出国内电影市场的韧性和潜力。未来要进一步优化电影资源配置,释放优质生产力,创作出更多高质量作品,推动中国电影实现高质量和可持续发展。
新业态:打造更多消费新场景,推动内需潜力释放
多个平台数据显示,今年元旦假期,DIY手工坊、“KTV+火锅”、主题乐园夜游等小众玩法持续“破圈”,新消费业态增长迅速。
1月1日,马术俱乐部成员在福建省福州市长乐区南澳海滩体验海骑乐趣。新华社记者 魏培全 摄
“垂直细分领域的需求,孕育着新的消费增长点,要加快线上线下消费融合,培育壮大定制、体验、智能、时尚等新兴消费。”中国社科院财经战略研究院研究员依绍华说。
专家表示,元旦消费加快回暖,为全年消费市场复苏开了一个好头,各地各部门要把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,多措并举扩大消费,推动内需潜力进一步释放。
1月1日,市民在武汉市汉口北鲜花市场购买鲜花。新华社记者 肖艺九 摄
“我国居民消费正在向发展型、享受型和品质型消费升级。要通过改革进一步破除制约消费的障碍壁垒,提供更多优质商品和服务,不断满足和创造消费需求。”中国宏观经济研究院研究员王蕴说。
商务部新闻发言人束珏婷表示,将促进新业态新模式健康有序发展,推动生活服务数字化转型,顺应消费升级趋势,发展首店首发经济,打造更多消费新场景,同时适时组织开展系列促消费活动,促进消费持续恢复。(记者王雨萧、王鹏、徐壮、顾煜、陈国峰)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)