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
消费视窗:假期旅游明显升温 文旅消费不断升级******
文旅消费加速回暖(消费视窗·身边市场看信心③)
旅游是人民美好生活的重要内容,也是恢复和扩大消费的重要抓手。当前正值“两节”旅游旺季,文旅市场明显升温,一些平台的文旅产品预订热度已超去年同期。大众文旅消费需求加速释放,助力行业恢复信心,引领文旅供给创新发展。
假期旅游消费明显升温
“没想到这么火!”1月7日,北京市朝阳区居民王琳计划带孩子去京郊游玩两天,预订住宿时才发现很多特色民宿都已被订满。等她带孩子来到京郊的景区时,停车场门口排起了长队,景区里人头攒动。
据文化和旅游部数据中心测算,2023年元旦假期,全国国内旅游出游5271.34万人次,同比增长0.44%;实现国内旅游收入265.17亿元,同比增长4%。
我国是全球最具潜力的消费市场,随着文旅消费快速升级,行业高质量发展趋势明显。近期,各地区各部门接连出台政策举措,推动文旅行业复工复产。
中长线休闲度假需求快速回升。同程旅行发布的《2023春节假期旅游消费趋势报告》显示,今年春节期间出行需求大幅上涨,尤其是中长线出行增长明显。1月7日,春运开始售票。在同程旅行平台上,除夕前一天及当天的火车票订单量较去年同期上涨31%,为近3年同期最高。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。西双版纳、长白山、三亚、厦门等冬季热门的长线游目的地搜索热度同比增长均超过100%。
飞猪旅行数据显示,春节期间相关旅游商品平均客单价同比提升超七成,酒店、景点门票等人均预订量同比提升近两成,大家的出游半径、时长、结伴人数显著增加。同时,高星酒店预订量同比增长近三成,精品乡村民宿预订量同比增长超1倍。
除了返乡过年,外出旅游也是人们的热门选择。“海岛”“温泉”“民宿”成为春节假期热度最高的三大关键词。马蜂窝大数据显示,1月9日前的近一周,“春节去哪”相关热度上涨达172%。
文旅消费不断升级
深圳市一家外贸企业员工张蕾这两年爱上了露营。自己动手搭帐篷、做美食,满满的成就感让她乐在其中。“之前休假时,大多数时候我都一整天待在房间里玩手机,露营让我的生活充满了乐趣。”张蕾说。
与三五好友一起看清晨的第一缕阳光,和家人在户外黄昏时分围炉煮茶,夜晚头顶星空,虫鸣陪伴入睡……由户外露营衍生出的“露营经济”,成为旅游市场新的增长点。
随着文化和旅游加速融合、市场不断发展,我国文旅消费需求呈现明显升级趋势。供给侧的市场主体紧跟文旅消费升级新趋势,提供文旅产品新供给,推出更多符合游客口味的优质产品和服务。
为更好地满足消费需求、扩大优质供给、保障安全发展,文化和旅游部等14部门日前印发《关于推动露营旅游休闲健康有序发展的指导意见》,明确提出,推动公共营地建设,扩大公共营地规模,提升服务质量;鼓励支持经营性营地规范建设,提高露营产品品质; 推动露营旅游休闲健康有序发展,不断满足人民群众日益增长的美好生活需要。
“既能欣赏水上实景演艺灯光秀,还能品美食、了解渔文化,这样的度假方式很丰富、悠闲。”在湖南省常德市柳叶湖旅游度假区渔歌艺术营地,前来游览的市民孙曦说。去年,柳叶湖旅游度假区新开发了渔歌艺术营地。在这里,渔歌音乐节、渔歌艺术馆、渔歌帐篷营地等多样化的文旅融合产品,给游客带来轻休闲、微度假的出游体验。
浙江省丽水市古堰画乡推出星空露营、大樟树市集等系列活动,游客可以体验户外露营生活、欣赏音乐,还可以逛文创集市,现场观看艺术家作画。在丽水黄村乡碧水湾景区的草坪上,越野卡丁车、水上运动等项目,让娱乐体验更丰富。
政策帮扶持续发力
“来微山湖景区旅游,没想到还能享受门票免费政策。”山东省济宁市大学生李旭说。今年寒假期间,微山湖旅游区为返乡大学生免费发放1万张景区门票。景区内烟花秀、网红灯展、古运河画舫游等活动竞相亮相,增添了暖暖的年味。
“推动文旅加速复苏,要打出有效的政策‘组合拳’。”济宁市文化和旅游局相关负责人说,今年将制定扶持景区、旅行社等旅游企业发展的政策措施,创新推出文旅线路产品推广季、文旅惠民消费季等活动,以群众需求为导向,举办露营节、音乐节、夜游季等活动,丰富文旅业态,进一步激活文旅消费潜能。
恢复和扩大文旅消费,政策发挥更大作用。各地积极出台文旅行业相关扶持政策。
自2022年10月27日起,海南面向全国发放5300万旅游消费券,截至2022年12月31日活动结束,海南旅游消费券核销率达到95.3%,市场带动比2.33,有力促进海南旅游产业加速回暖。
免费!优惠!多地景区推行“景区促销”。山西省文化和旅游厅日前公布了2023年全省首道门票优惠活动景区名单,参与活动的景区共计106家,其中5A级景区7家、4A级景区66家,首道门票优惠1折到8折不等。贵州省文化和旅游厅表示,2022年12月16日至2023年2月28日期间,游客来贵州旅游可享受旅游景区免票、自驾高速公路通行费减半、住宿酒店挂牌价减半等优惠。其中,2023年2月28日前,游客通过相关平台预约景区门票可享受省内A级景区首道门票免费优惠。
跨省游持续升温。美团启动“当地参团商家助力计划”,提供专属流量扶持、最快4小时入驻绿色通道、7天超短结算周期等多项服务,不断优化体验和服务,助力商家更好获取线上流量。
文化和旅游部相关负责人表示,要适时推出新的助企纾困、行业振兴、消费促进等举措,提升行业信心、激发市场活力。
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