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
商圈、地铁、旅游业等热度指数企稳回升 多项热度指数描绘消费复苏图景******
截至1月9日,“地铁人流热度指数”达88.4,较2022年12月低点大幅回升63.5个点;“线下商圈消费热度指数”2022年12月呈现先降后升,包括北京、上海、广州、深圳等重点城市在内的全部83个城市指数均已企稳回升;“旅游业消费热度指数”提升121.8个点;2023年1月中国零售业景气指数为50.3%,结束此前跌势,较上月回升1.6个百分点……这些热度指数背后,显示出消费复苏步伐加快。
——人流“动起来” 商圈消费热度指数企稳回升
“人气”是观察线下消费热度的重要视角。基于人流量编制的“地铁人流热度指数”“线下商圈消费热度指数”等高频指标显示,随着各地疫情防控措施的优化,近期,全国多地的大商场、综合体人流正逐步“动起来”。
“地铁人流热度指数”显示,去年12月以来我国地铁人流热度先降后升,1月9日指数达88.4,较12月低点大幅回升63.5个点。在18个城市中,长沙地铁人流热度指数在1月9日达到165.7,较12月低点回升110.9个点;合肥地铁人流热度指数在1月9日达到145.4,较12月低点回升104.4个点。国家信息中心大数据发展部大数据分析处处长、研究员杨道玲表示,该指数是国家信息中心基于全国18个城市地铁人流量数据构建,数据以2019年同期情况作为基期,高于100表示当前地铁人流热度好于2019年同期。
“线下商圈消费热度指数”则是国家信息中心基于每日互动对全国83城232个有代表性的商圈逐日人流量监测编制而成,以商圈的人流量反映线下商圈消费热度。最新监测数据显示,线下商圈消费热度指数2022年12月呈现先降后升走势,截至2022年12月31日已达96.6,较12月低点提升28.7个点,包括北京、上海、广州、深圳等重点城市在内的全部83个城市指数均已企稳回升。
正如热度指数所显现的,记者在多地采访发现,商场往日热闹繁华的景象正加快回归。天津市中心的地标商圈之一金街,汇集了近20家商场购物中心和300多家商铺,元旦期间,这里人头攒动。“从开店开始就非常火爆,元旦假期期间我们延长了营业时间,商场内的三四百家店铺已全部复工,并且调集了比往常更多的人手来应对客流高峰。”乐宾百货市场部部长康晓丽说。
合生商业旗下的购物中心客流量近两周快速提升,日前已恢复至疫情前八成左右,其中,北京朝阳合生汇、上海五角场合生汇在周末单日客流均突破10万人次。
——订单“多起来” 旅游业消费热度指数恢复强劲
生活服务业商户既是经济社会运行的毛细血管,也是“烟火气”的主要来源。“生活服务业消费热度指数”显示,截至1月8日该指数已达109.1,较12月29日的低点提升15.0个点。“这表明生活服务消费正在加快‘热起来’。”杨道玲表示。
该指数由国家信息中心联合美团编制,基于生活服务类商户订单数据构建,包括餐饮、住宿、休闲娱乐、旅游四个子板块,用以反映当前生活服务类消费热度。
值得注意的是,四个子板块中的旅游业消费热度指数在1月8日达到160.3,较2022年12月20日的低点提升了121.8个点,恢复势头最为强劲。
这样的趋势从相关统计数据也能得到印证。同程旅行1月11日数据显示,1月1日至8日,春节出行的国内长线度假游产品咨询量同比上涨近20倍,一些冬季热门的长线游目的地搜索热度同比增长均超过100%。途牛旅游网1月11日数据显示,今年春节假期预计将于1月18日开始逐渐进入出游高峰期,72%的用户选择跨省出游,31%的用户选择5-6天的出游行程。
文化和旅游部数据显示,2023年元旦假期,全国国内旅游出游人次按可比口径恢复至2019年元旦节假日同期的42.8%;实现国内旅游收入恢复至2019年元旦节假日同期的35.1%。
——信心“强起来” 零售业景气指数止跌回升
在多项热度指数企稳回升的同时,景气指数也在止跌回升。中国零售业景气指数(CRPI)是反映当期零售业经营预期变化情况的综合指数,通过对中国零售业运营经理的月度调查结果统计汇总、编制而成。CRPI高于50%时,反映零售业总体较上月扩张;低于50%,则反映零售业总体较上月收缩。
中国商业联合会发布的1月CRPI为50.3%,较上月回升1.6个百分点,结束之前的跌势。中国商业联合会认为,今年1月,受国内疫情防控措施调整以及中央经济工作会议促消费政策影响,消费意愿得到释放,叠加元旦、春节假期消费较为集中,CRPI企稳回升,零售企业经营信心明显增强。
国务院发展研究中心市场经济研究所副所长、研究员刘涛接受《经济参考报》记者采访时表示,从需求端看,疫情防控措施优化后,人员流动和聚集增加,消费信心提振,此前受抑制的需求得以释放。从供给端看,各类商家不失时机地推出多样化的促销活动,一些政府部门因势利导积极打造特色消费业态和场景,也刺激了消费的增长。他预计,今年消费市场相比去年将出现明显的恢复性增长。
杨道玲表示,在经济下行压力和疫情反复冲击之下,居民消费信心和消费意愿修复仍然需要时间。下一步,应把恢复和扩大消费摆在优先位置,采取更加强有力措施,增强消费能力,改善消费条件,增加消费场景,着力消除制约居民消费的不利因素,使消费潜力充分释放出来。(记者李佳鹏 张莫 梁倩 刘润芝)