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
腊月二十七,总书记同我们视频连线******
时政新闻眼丨腊月二十七,总书记同我们视频连线
2023年春节,疫情防控进入新阶段后的第一个春节,传递着烟火气回归的讯息,承载着中国人特别的期盼。
过去十年,每到春节前夕,习近平总书记都会走基层、问冷暖,听民声、送祝福。
这个春节,不一样的年景。总书记同基层干部群众拉家常,也有了不一样的方式——视频连线。
视频:习近平春节前夕视频连线看望慰问基层干部群众 向全国各族人民致以新春的美好祝福 祝各族人民幸福安康 祝愿伟大祖国繁荣昌盛来源:央视网
01
视频连线的那一头是谁?
于世寰是哈医大第一附属医院呼吸内科主任。他每天的时间表很固定:早上八点晨会,九点开始查房。
这所医院是黑龙江省新冠重症救治中心。为了尽可能多地收治重症患者,医院采用“全院一张床”的收治模式,骨科、儿科甚至妇产科的病房都用上了。这些也都是于世寰指导治疗的范围。上午查完房,手机显示,他已经走了一万多步。
△于世寰医生正在查房。(总台央视记者刘琦拍摄)于世寰是从医30多年的呼吸内科专家。武汉疫情暴发后,他率领哈医大一院45名医护人员第一时间驰援,进驻武汉协和医院西院。在武汉的两个多月,他们积累了宝贵的治疗经验。现在,疫情防控进入了新阶段,防控重心从防感染转移到保健康、防重症,于世寰和同事们丝毫不敢懈怠。
△哈医大一院ICU病房。经过提前扩容,哈医大一院ICU病床数量从原先的288张增加到528张。(总台记者杨洋拍摄)早上九点,塔克拉玛干大漠深处的塔里木油田还笼罩在黎明的薄雾中。室外气温只有零下20摄氏度。24岁的计量工程师田美霞开始每天的管线巡查。
五岁那年,田美霞跟着父母来到库尔勒生活。小时候她无数次路过油田基地,“塔里木油田”这几个字在她的记忆中一直闪闪发光。2020年,田美霞从东北石油大学毕业,选择回到大漠,加入塔里木油田。她说,不是不知道坚守大漠的孤独,但就是觉得“干这一行特别酷”。
△田美霞正在等待工作班车。特制的工作服能防止静电产生,这是安全生产的要求。(总台央视记者钟信伟拍摄)来自安徽马鞍山的鲁德传,是北京新发地市场有名的“南菜大王”,主营扁豆、四季豆、青椒、尖椒等品种。仅每年10月到次年5月的“南菜北运”,他的营业额就能达两三亿元。
转过年,就是鲁德传的六十大寿。他说自己半辈子都待在了新发地,来这里28年,没有一年春节回过老家。
△从鲁德传那里购买豆类蔬菜的分销商正在搬运货物。(总台央视记者刘瑞琳拍摄)疫情三年,回忆里有着苦涩和心酸。2020年6月,新发地涉疫临时封控,采购的蔬菜只能就地封存,眼睁睁看着在车里全烂掉。后来发放商户补贴时,鲁德传一分钱没要。他说,“是新发地成就了我,咱能自己解决的,就不麻烦市场和政府。”
如今,鲁德传心里的感觉就是“踏实”。“以前不敢进货,就怕封在路上或者市场里。现在,这些顾虑都没有了。”
△鲁德传春节售卖的椒类品种丰富。(总台央视记者刘瑞琳拍摄)1月18日上午,于世寰和医院20位同事来到呼吸内科的护士站,田美霞同其他40名工友集结在塔里木油田公司的西气东输第一站,鲁德传与新发地批发市场的许多商户和群众相聚蔬菜一区露天交易区。
这一刻,虽然相隔几千公里的距离,他们眼前的屏幕通往同一个地方——人民大会堂东大厅。
02
一场特别的邂逅
当天上午,同习近平总书记视频连线的,还有天南地北的这些人。
早晨五点半,福州市社会福利院,9层的老年公寓,房间灯光陆续亮起。82岁的刘小兰像往常一样,开始起床梳洗。
“老伴走掉了,我一个人在家里住,很孤单,但也不想麻烦小孩。”2018年春节过后,刘小兰就来到了福利院,转眼已有五个年头。
除了每天有专门的陪护,有新鲜的三菜一汤,老人最满意的,还是院里组织的各种活动。“我们可以做手工、学手语、唱唱歌、看电影、谈天说地,每一天都很充实。”
△福利院内,老人们聚在手工室,在社工的指导下完成一件件手工作品。(总台央视记者段德文、李炜拍摄)
这一天,院里组织了一场特别的迎春活动,邀请大家参加。刘小兰老人特意穿上红色羽绒服,戴上了红围巾。
上午十点多,在福利院的会议室,当习近平总书记的身影出现在大屏幕上时,老人才意识到这场迎春活动到底有多“特别”。
△活动现场,老人们隔着屏幕给习近平总书记拜年。正中间站着的,就是刘小兰老人。(总台央视记者段德文拍摄)
当天,郑州东站客运车间值班站长高山通过视频连线见到总书记,也是难掩激动。
作为一名“90后”,她的工作内容包括值岗服务台、为旅客问询答疑、遗失物品招领等。从清晨五点第一班列车出发,到凌晨一点最后一班火车抵达,“每天都有大量旅客问询,几乎没有一分钟是停下来的。”
疫情防控期间,高山和同事们的工作节奏慢了下来。作为全国最大的高铁站之一,郑州东站客流量最低时不到1万人。
△1月18日,高山(左起第二位)现场参与总书记的视频连线。(总台央广记者潘毅拍摄)
如今,火车站的人气又回来了,客流量已经增长到每天十几万人。看着一度冷清的候车厅恢复往日的热闹,虽然更忙、更累了,高山说,“这更让我感到充实,充满正能量。”
△郑州东站。(总台央广记者潘毅拍摄)
早晨六点不到,云雾缭绕的寨子里升起阵阵炊烟。农家乐经营者陈继良点炭生火,着手准备客人订好的烤全羊。
石椅羌寨,位于四川绵阳北川羌族自治县,是全国少数民族特色村寨,被誉为“云朵上的山寨”。
△节日气氛浓郁的石椅羌寨。(总台央视记者张宇拍摄)
2013年,常年在外做泥瓦匠的陈继良返乡创业,开起了夫妻档的农家乐。夏天有枇杷、李子等鲜果,冬天有腊肉、排骨等年货。去年,夫妻俩挣了20多万元,这比他过去在外打工四五年挣的还要多。
临近年底,陈继良和村里的农家乐经营者,迎来了节前一大波游客。让乡亲们没想到的是,总书记春节前夕视频连线全国六个地点,其中就包括石椅村。
△陈继良夫妻俩合影。(总台央视记者黎兵拍摄)
03
总书记问了我们这些事
1月18日上午,人民大会堂东大厅。习近平总书记通过视频连线看望慰问基层干部群众,向全国各族人民致以新春的美好祝福。
总书记第一个连线的,是于世寰所在的哈医大第一附属医院。总书记详细询问防控措施优化调整后发热门诊接诊、重症救治、药品配备和患者康复等情况。
医院负责人向总书记报告,这里收治的新冠重症患者去年12月31日达到高峰,之后缓慢下降。目前医院ICU床位使用率是85%,能够满足重症患者的救治需求。听到这些情况,总书记很欣慰。
△呼吸内科逐渐康复的患者正在做简单的活动。(总台央视记者刘琦拍摄)
总书记同83岁的患者齐大爷连线交流。本月7日,齐大爷因重症肺炎、呼吸衰竭,转入于世寰所在的呼吸内科救治。经过于世寰和同事们精心治疗,齐大爷春节前就能出院了。总书记祝他早日康复出院,回家欢欢喜喜过年。
在连线中,总书记特别提到,要加强对医护人员的关心关爱,于世寰听完心头一暖。
△于世寰和同事们和总书记互致新春祝福。(总台记者陈治铜拍摄)
在同福州市社会福利院视频连线时,总书记问起生活和医疗条件、疫情防控和老年人疫苗接种等情况。
福利院负责人告诉总书记,今年春节将有203位老人在福利院过年。刘小兰老人就是其中一位,她觉得留在院里过年更踏实。
△春节将至,福利院里装扮一新。(总台央视记者蒋硕拍摄)
作为在院老人的代表,刘小兰老人向总书记介绍了自己的日常生活情况,比如这里每周都会组织跳广场舞等。她还告诉总书记,连线现场摆放的手工作品,都是福利院老人们亲手做的。
△现场摆放的老人们的手工作品。(总台央视记者耿旭菲拍摄)
“总书记好!”来自塔里木油田石油工人的问候,声音雄浑有力。他们身后,是壮观的油气运输管道。
节日期间大家能轮休吗?你们在外过年,年货都准备好了吗?春节期间,你们如何抓安全生产、确保平稳供气?总书记问得很仔细。
田美霞站在第一排,当总书记问到年货问题时,话筒递到了她手里。她没想到,总书记就像家里的长辈一样,惦记着他们怎么过年的事情。
△管线巡查工作天没亮就开始了。(总台央视记者钟信伟拍摄)
除了本职工作,田美霞还兼着工会的事务。场站员工过年的事情就是她在张罗。今年春节期间,有280人留在岗位上过年。田美霞告诉总书记,他们准备了丰盛的菜品,丰富的文娱活动,大家会一起看春晚,包饺子,吃年夜饭。
总书记叮嘱大家站好岗、供好气,保障人民群众度过一个欢乐祥和的春节。
△总书记的话让田美霞和同事们倍感振奋。(总台央视记者钟信伟拍摄)
04
总书记这些话给我们信心和力量
习近平总书记这次连线的六个地点,有一半是能源保供、市场保供、交通保通保畅的第一线。他看望慰问的既是具体点位的基层工作者,同时也是整条战线的干部职工。
为了保障春运,高山所在的郑州东站加开车次,每天达700多趟。作为客运车间值班站长,她的工作更忙了。今年春节,高山还是一个人留在郑州过年。大年初一,她将在服务台岗位上,同南来北往的旅客度过新春第一天。
△高山正在为火车站旅客解疑答问。(总台央广记者潘毅拍摄)
在同郑州东站视频连线时,总书记说,长期以来,交通运输系统的干部职工埋头苦干,担当奉献,功不可没。
总书记这一番话,让高山更加感觉到了自己工作的价值所在。“守护万家团圆,所有的付出都是值得的。”
△春节将至,郑州东站站台上悬挂起红灯笼、中国结等。(总台央视记者杨立峰拍摄)
面对北京新发地批发市场的商户和群众,总书记说,“菜篮子”“米袋子”“果盘子”,事关千家万户,是最基本的民生。他要求加强粮油肉蛋奶果蔬菌等重要民生商品的产销保供,确保数量充足、品种丰富、质量放心、价格稳定。
现场聆听总书记讲话的“南菜大王”鲁德传留意到,总书记在“粮油肉蛋奶果蔬”之后加了一个“菌”。在他看来,这体现了总书记对进一步丰富“菜篮子”的重视。
△1月18日,鲁德传(第一排左起第八位)与其他商户代表们一起,现场聆听了总书记的讲话。(总台央视记者刘瑞琳拍摄)
鲁德传说,市场里的每一个商户,都是保供稳价的“守护者”。春节临近,他自己的进货量就比以往多了将近一倍,从每天100吨增长到现在的每天180吨,而价格与日常基本持平。
△首届新发地年货节现场的各类果蔬。(总台央视记者刘瑞琳拍摄)
“去年我们游客达到20多万,全村人均收入4万元以上!”在石椅羌寨的视频连线现场,村支书向总书记汇报了这一个好消息。
总书记说,新时代的乡村振兴,要把特色农产品和乡村旅游搞好,你们是一个很好的样子。
△石椅羌寨村民们给习近平总书记拜年。(总台央视记者关舟拍摄)
△连线开始前,人群中的陈继良。(总台央视记者关舟拍摄)
身着羌族传统服饰的陈继良站在第二排左侧,现场听到总书记的鼓励,他的信心更足了。新的一年,陈继良打算把自家小院再打造一下,进一步扩大规模。
在连线现场,总书记说,疫情防控措施优化调整后,我最担心的是农村和广大农民朋友。
陈继良告诉《时政新闻眼》,“我们家都阳康了,村里也有药。”在他看来,抓好疫情防控,村民和游客就能更加安心。
△村民们聚在石椅羌寨文化广场上,跳起沙朗舞,迎接新春。(总台央视记者李增仁拍摄)
05
“坚定信心、抖擞精神,齐心协力加油干”
东西南北中,神州共此时。
在同六个地点逐一视频连线之后,分屏切换为同屏。习近平总书记面对六地干部群众发表重要讲话。
往年是到基层走一走,今年改为视频连线,总书记说起了其中缘由。他说,今年采取视频连线的方式,看的地方更多,东西南北中都有,虽然隔着屏幕,但我依然能感受到全国各地浓浓的年味,感受到大家的幸福和喜悦,我的心同大家、同全国各族人民的心始终是连在一起的!
总书记说,“我最大的心愿,就是大家能欢欢喜喜过好年。”
辞旧迎新之际,总书记为过去一年点赞,“每个人都了不起”;也为新的一年加油,“希望大家坚定信心、抖擞精神,齐心协力加油干,在新的一年里有更大作为、更大收获!”
新的一年,哈医大第一附属医院医生于世寰有着自己的打算。疫情暴发以来,很多学术交流都暂停了,他希望自己能尽快恢复过去那种学习状态。他说,只有医学不断发展,自己的医术不断精进,才能造福更多的患者。
福州市社会福利院老人刘小兰回到自己房间,发现窗户上已经贴上了“福”字。“新的一年,希望国家好,我们个人也好。我们大家庭小家庭和和睦睦,老人们一起平安、幸福地度过晚年。”
塔里木油田的“90后”姑娘田美霞说,每天看着源源不断输出去的气,想到自己和同事们保障的是下游4亿多居民的生活,就觉得挺自豪的。“不是我奉献了青春,而是塔里木点亮了我的青春。”
总书记勉励新发地批发市场在拓展货源、丰富品种、保证质量上下功夫,这让商户鲁德传干劲更足了。这个春节,他将同2000多位留守商户一起为首都市民的餐桌提供源源不断的新鲜供应。
郑州东站客运车间值班站长高山的老家在新乡,虽然距离郑州不远,但她在2月15日春运结束后才能回家。她说,“疫情结束后,最想做的一件事,就是腾出时间回家看看。”
“总书记还说了腊肉好吃,多吃一点!”四川石椅羌寨农民陈继良一直沉浸在见到总书记的兴奋当中,“我们这里的苔子茶,总书记说没尝过。希望有机会总书记来我们村做客,尝尝我们的特产,看看我们村的新样子。”
监制丨申勇 龚雪辉
主笔丨谢晓光 覃思 刘瑞琳
记者丨郁振一 侯艳 刘琦 赵化 杨洋 李炜 段德文 耿旭菲 王鹏飞 杨立峰 潘毅 马超 黎兵 张宇 李增仁 陈春晓
责编丨刘瑞琳
视觉丨陈括 张晶
编辑丨王尊
(文图:赵筱尘 巫邓炎)