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
团结——从党的二十大看中国共产党的成功密码之九******
新华社北京12月28日电题:团结——从党的二十大看中国共产党的成功密码之九
新华社记者
“团结就是力量,团结才能胜利”“确保党的团结统一”“为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”……纵览党的二十大报告,“团结”一词贯穿全篇,先后出现20余次。
正如一首经典歌曲所唱,“团结就是力量,这力量是铁,这力量是钢,比铁还硬,比钢还强”。团结奋斗是中国共产党和中国人民的显著精神标识,也是中国共产党百年来领导人民赢得一个又一个伟大胜利的关键密码。
“团结奋斗是中国人民创造历史伟业的必由之路”
10月27日,党的二十大闭幕不到一周,习近平总书记带领新一届中共中央政治局常委同志来到延安杨家岭,走进古柏苍松环抱的中央大礼堂,瞻仰中共七大会址。
礼堂后墙上,毛泽东同志亲笔为七大题写的主题词——“同心同德”四个大字,历经岁月的洗礼,愈发鲜亮。
“党的七大在党的历史上具有重要里程碑意义,标志着我们党在政治上思想上组织上走向了成熟。在政治上,党通过延安整风,使全党团结在毛泽东的旗帜下,实现了党的空前统一和团结。”回望历史,习近平总书记深刻揭示了党的团结统一这一关键的成功密码。
积力所举无不胜,众智所为无不成。
从土地革命战争时期的“唤起工农千百万,同心干”,到抗日民族统一战线旗帜下“四万万人齐蹈厉,同心同德一戎衣”;从号召“团结一致向前看”,为建成现代化的社会主义强国而奋勇前进,到全党上下总动员,数百万党员干部奔赴脱贫攻坚主战场……
作为继承和发扬了中华民族团结奋斗优良传统的马克思主义政党,一代代共产党人以强大的向心力,铸就古今中外最讲团结、最能奋斗的最先进政治力量。
进入新时代,习近平总书记反复强调团结的重要性——
在纪念红军长征胜利80周年大会上指出,没有这种思想上政治上的大团结,中国革命胜利是不可能实现的;
在庆祝中华人民共和国成立70周年招待会上阐述,团结是中国人民和中华民族战胜前进道路上一切风险挑战、不断从胜利走向新的胜利的重要保证;
在庆祝中国共产党成立100周年大会上强调,团结一切可以团结的力量、调动一切可以调动的积极因素,最大限度凝聚起共同奋斗的力量……
人心是最大的政治,团结是最强的力量。
十年来,我们紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,稳经济、促发展,战贫困、建小康,控疫情、抗大灾,应变局、化危机,攻克了一个个看似不可攻克的难关险阻,创造了一个个令人刮目相看的人间奇迹。
穿越历史的烟云,一个真理昭示未来:团结奋斗是中国人民创造历史伟业的必由之路!
“能团结奋斗的民族才有前途,能团结奋斗的政党才能立于不败之地”
翻开党的二十大报告,大会的主题开宗明义:“为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”。
“团结奋斗”四字,蕴含着深刻丰富的内涵。
党的百年历史,是一部党领导人民团结奋斗、赢得伟大胜利的历史。
牢不可破的团结,源自中国共产党人远大的志向和抱负——
党的二十大闭幕后不久,上海市兴业路76号中共一大会址前,鲜艳的党旗一次次在人群中展开。会址旁的报告厅内,一堂堂生动的二十大精神专题党课接连举行……
百年前那栋不起眼的石库门小楼,在新时代焕发出新的光彩。
习近平总书记多次引用“革命理想高于天”说明理想信念的重要性。理想信念,赋予了中国共产党人信仰之美、理想之光、真理之力。
能团结奋斗的民族才有前途,能团结奋斗的政党才能立于不败之地。中国共产党人把实现共产主义作为最高理想,把为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴作为初心使命,这种远大志向和抱负,赋予共产党人团结一心、顽强奋斗的强大动力。
牢不可破的团结,源自中国共产党人无私的精神和品格——
毛泽东同志曾经指出:“共产党是为民族、为人民谋利益的政党,它本身决无私利可图。”
在庆祝中国共产党成立100周年大会上,习近平总书记再次生动诠释了中国共产党这种精神特质:
“中国共产党始终代表最广大人民根本利益,与人民休戚与共、生死相依,没有任何自己特殊的利益,从来不代表任何利益集团、任何权势团体、任何特权阶层的利益。”
正是这种无私精神和品格,使我们党始终保持同人民群众的血肉联系,始终得到人民群众的衷心拥护和坚定支持。
牢不可破的团结,源自中国共产党人对辩证唯物主义的坚持和贯彻——
团结与斗争,是矛盾运动的统一体。中国共产党追求的团结,是有原则的团结,不是一团和气,更不是团团伙伙。
摒弃一切畏首畏尾、一切消极懈怠、一切瞻前顾后,始终保持狭路相逢勇者胜、越是艰险越向前的大无畏气概,新时代的共产党人,坚持真理、修正错误,勇于同各种错误言行作斗争,并在这种斗争中更加团结。
“心往一处想、劲往一处使,推动中华民族伟大复兴号巨轮乘风破浪、扬帆远航”
“全党全国各族人民要在党的旗帜下团结成‘一块坚硬的钢铁’,心往一处想、劲往一处使,推动中华民族伟大复兴号巨轮乘风破浪、扬帆远航。”
在参加党的二十大广西代表团讨论时,习近平总书记以钢铁为喻,形象地指明了团结之于民族复兴的重要意义。
今天,我们比历史上任何时期都更接近、更有信心和能力实现中华民族伟大复兴的目标。越是接近目标,越需要巩固和加强各方面团结,用团结一心、众志成城筑起防范化解各种风险挑战的铜墙铁壁。
宏伟的目标任务,要求更坚强的团结——
10月25日,党的二十大闭幕后的首次中央政治局会议,审议通过《中共中央政治局关于加强和维护党中央集中统一领导的若干规定》,进一步释放出新征程上巩固和加强党的团结统一的重要信号。
百年党史经验反复证明,只要全党步调一致、团结统一,我们就能无坚不摧,战胜一切艰难险阻和强大敌人;反之,党和国家事业就会遭受挫折。
以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,使命光荣,任务艰巨。只有在党的领导下,把14亿多中国人民的积极性、主动性、创造性充分激发出来、凝聚起来,形成全党全社会心往一处想、劲往一处使的生动局面,宏伟蓝图才能最终变成美好现实。
复杂的内外环境,呼唤更广泛的团结——
不久前,习近平总书记赴沙特利雅得出席首届中国-阿拉伯国家峰会、首届中国-海湾阿拉伯国家合作委员会峰会并对沙特进行国事访问,共叙友谊、共话互信、共商合作、共论天下。
从撒马尔罕上合组织成员国元首理事会会议,到巴厘岛、曼谷二十国集团领导人峰会和亚太经合组织领导人非正式会议,再到利雅得中阿峰会、中海峰会……
党的二十大前后三次出访期间,习近平总书记累计同40多个国家领导人双边会见。透过繁忙的元首外交,中国的朋友圈越来越广,新朋友越来越多,老朋友越来越铁。
当前,世界百年变局叠加世纪疫情,我们面临的内外环境更趋严峻复杂。团结的面越宽,团结的人越多,我们的事业就越兴旺发达。
团结一切可以团结的力量,调动一切可以调动的积极因素。在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全党全国各族人民必将以更加紧密的团结、更加顽强的奋斗,把民族复兴伟业不断推向前进!(记者林晖、王琦、范思翔、董博婷)
海报设计:赵丹阳
技术:密雅琪、相昌盛
编辑:胡碧霞
(文图:赵筱尘 巫邓炎)