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
身在海外 同庆新春******
坚守岗位执行维和任务,组织写春联、贴福字、剪窗花等迎春文化活动,与当地民众一起包饺子品美食……新春佳节之际,很多身在海外的中华儿女恪尽职守,促进文化交流,维护世界和平。请跟随本报记者的脚步走近他们,倾听他们的春节故事,感受中华文明与世界文化的相融相通。
居住在西班牙的自媒体人湛子良——
让“东方美感”可意会也可言传
本报记者 颜 欢
除夕清晨,湛子良(网名大米良)站在西班牙巴塞罗那地标性建筑巴特罗之家的阳台上远眺。眼前,深黛色的天空尽头泛起淡淡的金黄——太阳即将升起。巴特罗之家灯光师阿尔伯特跨入阳台,躬身扳动一个按钮,和湛子良确认道:“R255、G0、B0,对吧?”确认完毕,一道红色光束随即“啪”的一声打在巴特罗之家外墙上,和远处的朝霞相映生辉。
自2019年起,每逢中国春节,巴特罗之家都会在外墙点亮中国红,今年也不例外。对中国人来说,“中国红”是一个极具仪式感的颜色,可它究竟是哪种红色?当初巴特罗之家的技术人员问起时,身为巴特罗之家大中华地区项目落地执行人的湛子良也拿不准。经过一番研究和反复求证之后方才确认,“R255、G0、B0”是LED灯光对应的“中国红”参数,“C0、M100、Y100、K10”是电子海报要用的色彩,印刷品则采用潘通色号中的186C……在这个过程中,湛子良意识到,讲述中国故事时,“东方美感”不应是“只可意会不可言传”。如何准确、详尽地向西方人展现中国美,“是个重要的大课题”。
湛子良曾是一名文字记者,在传媒行业已经工作了10余年。来到西班牙以后,他希望利用所学专长,结合当下流行的新媒体方式,为中西文化交流做点有趣的事。“文化交流有时要从很基础的工作做起,比如西班牙是一个博物馆大国,若能通过制作短视频,介绍该国博物馆和其背后的故事,帮助中国受众更好地理解西班牙历史和文化,这就很有意义。”凭借着唯美的画面和细腻的讲解,这几年,湛子良的视频作品很受欢迎,他的个人账号在社交网站上收获了150万粉丝,促进两国文化交流的使命感也更为强烈。
“2022年,我在先锋艺术家安东尼·塔皮埃斯的塔皮埃斯博物馆采访时,馆长努利亚曾表示,中国在经济腾飞的同时,文化魅力也随之向外不断释放,但单纯展示‘中国符号’难以达到真正的传播目的,必须要深入展现中国文化的‘肌理’,才能让外国受众全面、深入地理解中国文化。”回忆起这次谈话,湛子良感慨,“这让我感受到外国受众对中国文化的兴趣、好奇,以及在文化交流这个主题下,我们可以做的事情还有很多。”
迎接新年中西长跑、春节庙会、华人春晚……这个春节,湛子良的行程安排得很满,他马不停蹄地参加了多场新春相关活动。“祖国的不断发展让我们自豪,也让我不断思考,如何做得更好?”湛子良说,今年,他最重要的一项工作是学习中国艺术史,“只有自己更好地了解、理解中国文化,才能传播真正的中国人文之美,让更多人认识中国的美。”
中国赴刚果(金)维和工兵分队指挥长朗杰次仁——
“体会到和平的来之不易”
本报记者 闫韫明
在刚果(金)东部边境城市布卡武城郊,循着一条装点有各色彩旗的小路向前,不久便能看到“中国半岛”4个大字。高高扬起的联合国旗帜和刚果(金)、中国两国国旗所在之处,就是中国赴刚果(金)维和工兵分队的驻地。驻地里,“为构建人类命运共同体服务”的标语格外醒目。
春节将至,中国半岛营区处处洋溢着浓郁的节日氛围。中国结、福字、春联、灯笼……走在军营中,喜庆祥和的中国年味扑面而来。即便正值一年当中最重要的节日,营地里,许多战士仍像往常一样在外执行任务,坚守工作岗位。
“今天主要有两项任务,首先是这个方向十几公里路段的修筑……”在距营区半小时车程的卡乌姆地区,第二十六批赴刚果(金)维和工兵分队指挥长朗杰次仁身着迷彩服,头顶蓝色盔帽,指着手中的地图向身旁的军官布置工作。一队士兵已开始用力地用铁锹进行挖掘工作,不远处还有几个当地孩童正在好奇地张望。
第二十六批赴刚果(金)维和工兵分队去年9月抵达任务区,目前共有174人,全部来自西藏军区。除了驻扎在布卡武的半岛营区,还有两支分遣队在乌维拉、巴拉卡等地执行任务。4个多月以来,分队已先后完成9项工程任务。
除了完成自己的本职工作,分队队员每周还会到营地附近的村庄,为当地村民教授中文,这是多批中国赴刚果(金)维和工兵分队一直以来的传统。如今,许多当地青年和儿童能说一口流利的中文,有些人还入职了当地中资企业。看到中国官兵过来,村里的孩子们热情地围上来,朗杰次仁笑着与他们打招呼,熟悉地叫出他们每个人的中文名字,“他们是我们分队很好的朋友、邻居。”
对有着31年军龄的藏族军官朗杰次仁来说,春节无法与家人团聚,在工作岗位上过年已是常事。每逢佳节倍思亲,他很想念远方的家人,但很快又笑笑,“坚守岗位,这是我们军人应该做的。”
在海外过年,朗杰次仁还是头一回。今年春节,分队邀请了联合国刚果(金)稳定特派团司令和友军负责人共同庆祝,还设计了游园、品美食、写春联等展示中国文化的丰富活动,希望能将中国传统节日的喜悦传递给外国友人。
进深山、钻密林,修道路、建桥涵……“身处非洲大地,我们能够感受到当地群众、友军官兵对中国的信任和认可,也更加体会到和平的来之不易。不畏惧、不退缩,勇挑重担、不辱使命,全体官兵都用实际行动展现中国负责任的大国担当。在新的一年里,我们一定不负祖国重托,再接再厉,圆满完成维和任务。”朗杰次仁说。
泰国孔敬大学孔子学院中方院长耿军——
让美食成为中外文化沟通的桥梁
本报记者 孙广勇
鲜香麻辣的藤椒鱼、肚大皮薄的三鲜饺……除夕夜,一场色香味俱全的春节联欢会在泰国孔敬大学孔子学院中国厨房举行。9个专业厨房工作间同时开火,来自孔敬大学孔子学院、玛哈沙拉坎大学孔子学院以及泰国东北部高校的中泰师生近百人齐聚一堂。大家纷纷大显身手,做起拿手的家乡菜,现场香气四溢,一片欢声笑语。
这是孔敬大学孔子学院中方院长耿军在泰国度过的第三个春节。今年,他和孔敬大学教师翁威瓦一起制作了可口的白菜猪肉馅饺子和清甜的银耳桂花汤。为什么选择白菜馅?耿军笑着对在场的泰国师生解释:“用中文讲,白菜谐音‘百财’。愿大家新年如意!”
泰国华人素察非常喜爱中文和中国文化,是孔敬大学孔子学院各种文化活动的“常客”。今年的春节联欢会他也早早到场,“这里的年夜饭让我非常满意。每次和中国老师们在一起,不仅能品尝中国各地的美食,还能感受丰富多彩的中国‘年文化’。”素察说。
“中国美食是中国文化的一张闪亮名片,也是中泰文化交流合作的连接器。自2017年孔敬大学孔子学院中国厨房落成以来,中国美食文化活动受到当地民众的广泛关注和喜爱,美味的中餐收获了越来越多的‘粉丝’。”耿军介绍,“到孔子学院吃年夜饭”已经成为很多当地华侨华人、留学生和泰国民众不约而同的选择。
每年过年,孔敬大学孔子学院的泰方员工瓦拉帕都会和中国老师们一起买年货、挂灯笼、贴春联、准备年夜饭。“和中国同事一起,像家人一样做丰盛的中泰美食,让我感到特别幸福。中泰一家亲,已经深深扎根于两国民众的心中。”她说。
甘提塔是孔敬大学孔子学院“中泰高铁汉语培训”项目学员,他也专程赶来参加活动,向教过自己中文的中国老师拜年。许久未见的师生拥抱在一起,不时拿起手机拍照留影。他说起自己的新年愿望,“希望中泰高铁能够早日建成通车。到那时,中国的麻辣火锅和泰国的冬阴功汤之间只是一个朝发夕至的距离,泰国的稻米、木薯、甘蔗等农产品也能更多地销往中国市场,摆上更多中国消费者的餐桌。”
团圆贺岁、迎新纳福,中泰师生沉浸在浓浓的中国年味之中,以食会友,两国民众的心也越走越近。
匈牙利布达佩斯中国文化中心主任金浩——
“展现中国优秀传统文化的独特魅力”
本报记者 于 洋
组织“欢乐春节”系列活动,联系场地和嘉宾,布置会场,安排演出流程……每年春节都是匈牙利布达佩斯中国文化中心最忙的日子,用文化中心员工的话来说,时常忙到“连家都顾不上想”。
“春节是一个美好的节日,它是关于家庭、亲情、团圆和祝福的节日。我们希望向匈牙利民众传递春节的温暖。”布达佩斯中国文化中心主任金浩说,过去几年,受新冠疫情的影响,春节的很多活动都是线上举行,今年文化中心采取线上线下相结合的形式,与匈牙利多个文化机构合作,打造了一系列有趣味、有年味的春节庆祝活动,推广中国的春节文化,传播中国春节背后的文化内涵。
除夕前夕,布达佩斯中国文化中心举办了匈牙利兔年邮票发行仪式,吸引了大批当地中国文化爱好者。“自从匈牙利开始发行中国生肖邮票以来,我就开始收集相关邮票,至今已经有10年了。通过这样的活动可以了解中国的生肖文化和其背后的美好寓意。我非常期待未来能去中国,亲身感受不一样的文化魅力。”匈牙利邮票爱好者埃里克斯说。
今年是金浩在布达佩斯度过的第四个春节。“不能与家乡的父母亲友团聚,多少有些遗憾,但是能与同事一起组织文化交流活动、增进两国沟通了解,让我感到自己的工作很有意义,也很自豪。中国春节,正是一个在世界范围内展现中华文化的良好契机。我们在匈牙利举办一系列春节节庆活动,既能让当地华侨华人、驻外机构人员、留学生等海外中华儿女感到家的温暖,也能让更多当地民众感受到中国文化的美好。”
过去一年,布达佩斯中国文化中心举办了17场活动,参与人数超过300万人次。在清明、端午、中秋等重要的中国传统节日,文化中心还推出了许多线上线下相结合的活动,吸引了大批当地民众参与和互动;精心打造的“中匈艺术对话”“天宇在中国”等精品栏目,也深受匈牙利民众喜爱。
“我们将进一步发挥匈牙利在华留学生群体的力量,借助新媒体手段,通过他们的视角展示中国文化的魅力。”谈起新一年的工作计划,金浩和同事们有很多设想,“希望在未来打造更多的文化精品栏目,向匈牙利民众尤其是青年人,展现中国优秀传统文化的独特魅力,展示当代中国的风貌,呈现可信、可爱、可敬的中国形象。”
(文图:赵筱尘 巫邓炎)