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
东北小村“山乡巨变”里看中国发展******
中新网哈尔滨10月22日电 题:(二十大时光)东北小村“山乡巨变”里看中国发展
中新网记者 王妮娜
“党的二十大胜利召开,让我们更加坚定地走‘精农业、稳工业、兴旅游’的乡村振兴发展之路。”黑龙江省尚志市元宝村党总支部终身名誉书记张宝金说。
今年81岁的张宝金在元宝村当了42年致富带头人. 王妮娜 摄黑龙江省尚志市元宝村是著名作家周立波创作小说《暴风骤雨》的原型地,被称为“中国土改文化第一村”。
元宝村村民施永青一说起自己家的大米,笑逐颜开。 王妮娜 摄今年81岁的张宝金在元宝村当了42年致富带头人,他带着村民,“从土地改革”、到“联产承包责任制”,到“改革开放”,再到如今的“乡村振兴”,他们紧跟党的政策,感受到党的关怀,从昔日的“光腚屯”成为了如今全村总资产7.35亿元的“亿元村”。
“精农业”村民富了“开车下地”
“老书记”张宝金每天都到村里办公,他说:“过去十年,我们村从大力发展铅笔工业,到升级发展生态农业,再到大力推动旅游服务业,在党的领导下,我们没有停止改革发展的脚步。”
1980年,元宝村人均收入仅有42元,村集体负债27万元,是一个“吃粮靠返销、生活靠救济、花钱靠贷款”的“三靠屯”。
1980年,张宝金当选为村党支部书记,从1983年开始领着元宝村实行“包产到户”,即家庭联产承包责任制,通过科学种田、精细管理,严格落实生产责任制,原先的劣质土地经过改造后长出了好庄稼,1985年,全村人均年收入从42元跃升到500元。
种地也要解放思想,打破陈规,张宝金看着村里原先种的水稻品种虽然增产,但卖不上价,他决心发展“精农业”种植绿色优质稻米“稻花香”。
自2010年起,村里开始试种,逐年增量实验,用8年时间试验成功“稻花香2号”,村里还注册了“村镇香”商标,成立了合作社,如今,优质稻米种植面积达到了6000亩,170多名农民加入合作社。
“每年过完大年,村里就组织开会,商量买种子、买肥的事儿,有村里,有党员领着我们,我们种地很省心,不用我们自己像过去那么操心了。”村民施永青说,他加入合作社已经5年了。
2017年4月,在村党支部的帮助下,村里建起集生产、加工、销售一条龙的精米加工厂,实现规模化、品牌化经营,日产出最高可达100吨大米。同时,精米加工厂可以完成包括生产、包装、销售在内的一条龙优质服务。
今年,施永青家种了60亩地稻花香,今年已经卖了15000斤稻子了,而且他的大米在村里加工厂精包装后,每斤能卖到6元钱。农闲时,施永青还在村里的铅笔厂磨刀赚工资,“以前骑自行车去地里,现在都开车下地。”施永青说,他不出村,一年收入就能赚到20万元。
元宝村的精米加工厂投入生产后,截止到目前已生产100万余斤精米,包装运输销往全国各地,带来了解放思想创新发展的成果,百姓生活更富足,集体经济更壮大。
铅笔厂现代化的生产线。 王妮娜 摄稳工业村办企业富了“村里人”
党的二十大报告指出,全面推进乡村振兴,坚持农业农村优先发展。十年砥砺奋进,山乡巨变在田间地头,在工厂车间。
在金雪莲铅笔厂内,工人们都穿梭往来,有条不紊地工作着,这是元宝村的村办企业。
上个世纪80年代,改革开放的东风也吹进了这个小村落。1983年,张宝金抓住发展机遇,带着村民一起从创办小木农具加工厂、卫生筷子厂,到铅笔板厂、制笔厂,从销售国内,到出口俄罗斯,引领农民走以工富农之路,这个小村创造出一个又一个奇迹。
“我在这干6年了,刚来时,车间就有两条比较传统的生产线,之后上了3条现代化的铅笔生产线,我们这的工人每个月都能赚4000多块钱。”金雪莲铅笔厂的车间主任王少慧说,她在这里干了6年。
通过40年的艰苦创业,现在元宝村的企业年加工铅笔23亿支,铅笔板3000万罗,分别占全国生产总量的20%和60%,成为了元宝村现代产业体系的支柱。
兴旅游乡村振兴“在村里”
党的二十大报告提出,全面推进乡村振兴。坚持农业农村优先发展,坚持城乡融合发展,畅通城乡要素流动。
元宝村的乡村振兴一直在村规划的版图里,元宝村立足“土改文化第一村”的红色资源优势,建设好元宝红色教育馆,修缮好《暴风骤雨》纪念馆,挖掘元宝村党总支“凡事相信党、遇事靠群众、干事讲科学”的成功经验,全方位展示元宝村的发展进程。
“我们在传承赓续红色精神的同时,叫响元宝村红色旅游品牌,努力开发乡村特色旅游产品,开展民俗旅游,吸引更多游客到元宝村参观旅游,增加村集体经济收入。”尚志市元宝镇党委副书记、元宝村党总支部书记邱树丽说。
在元宝村未来发展规划中,记者看到,“元宝村党史陈列馆布展工作,2022年11月底完成”;“实施元宝村室外工程建设,包括:室外广场、室外绿化、室外给水、室外污水、室外雨水、雨水回用、供暖设施等工程建设,项目验收阶段2022年11月底前完成……”这样明确而具体,并带有完成日期的村规划,就是党的二十大中“乡村振兴”的具体落实,小村落在变富,也在一点点变美。
元宝村在张宝金老书记的带领下,坚持“凡事相信党、遇事靠群众、干事讲科学”,40多年来不断与时俱进,开拓创新,经济社会发展始终走在全国前列。
学习完党的二十大报告,张宝金说:“党的二十大胜利召开,作为一名基层党员,看到党的二十大规划的发展蓝图,看到年轻人积极努力工作,让我对元宝村未来的发展更有信心。”
“我将与元宝村民一道,按照党的二十大规划的发展蓝图,努力将元宝村建设成为新时代红色美丽村庄。”今年30岁的邱树丽说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |