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军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******

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。

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  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

做好重点机构和场所疫情防控******

  国务院联防联控机制11日召开新闻发布会,介绍重点机构和重点场所疫情防控有关情况,并答记者问。国家卫健委新闻发言人、宣传司副司长米锋说,新冠病毒感染实施“乙类乙管”后,重点人群、重点机构、重点场所仍然是防控重点。养老机构、社会福利机构等场所高风险人群较多、人员集中,疫情传播风险大。要加强健康监测和早期干预,确保重症高风险人员能够及时发现、及时转诊、及时救治。商超、物流、餐饮、交通等行业的从业人员要加强个人防护,做好自我健康监测,出现症状及时报告。

  中国疾控中心传防处研究员常昭瑞介绍,实施“乙类乙管”以后,疫情防控的重点机构包括养老机构、儿童福利领域服务机构、精神卫生福利机构、学校、邮政快递、医疗机构等,重点场所包括客运车站、商场超市、农贸(集贸)市场、餐饮服务单位以及沐浴服务单位等人员密集、空间密闭、容易发生聚集性疫情的场所。相关机构和场所应落实好单位防控责任和个人的疫苗接种、自我防护、健康监测、环境清洁消毒和通风换气等措施。

  近日,国务院联防联控机制综合组印发了《养老机构新型冠状病毒感染疫情防控操作指南》,对养老机构疫情防控提出了具体要求。民政部养老服务司副司长李邦华介绍,《指南》对养老机构的疫情防控总体上严于社会面,强调因时因势动态优化调整。突出防范疫情引入和扩散风险,对养老机构防范社会面感染源进入,以及出现感染后如何应急处置提出了详细要求。强化了就医用药的优先保障,要求养老机构落实分类分级健康服务要求,做好医药物资供给,与医疗机构建立转诊、急救绿色通道,确保出现危重疾病患者时能及时救治和转诊。

  李邦华说,“保健康、防重症”是养老机构疫情防控的重心。目前,全国有4万多个养老机构,入住老年人220多万人,多数是高龄、失能和有基础病的老年人,一旦感染,重症风险较高。民政部指导养老机构每天做好至少两次的健康监测和每周两次的核酸或抗原检测;落实养老机构老年人分类分级的健康服务,为老年人配备必要的血氧仪和吸氧设备,做到对高风险老年人给予重点关注和重症前期“早识别”;发挥养老机构内设医疗机构和定点协议医疗机构的作用,储备相应的药物,通过远程诊疗或者上门巡诊服务,做到感染老年人诊疗“早干预”;健全养老机构感染者的转运机制和就医绿色通道,提高转诊效率。

  实施“乙类乙管”后,城乡社区疫情防控工作有哪些新要求?民政部基层政权建设和社会治理司一级巡视员李健介绍,1月6日,民政部、农业农村部、国家卫健委、国家疾控局印发《关于在城乡社区做好新型冠状病毒感染“乙类乙管”有关疫情防控工作的通知》明确要求,城乡社区要健全疫情防控体系,把防控措施具体落实到自然村、居民小区;要分级分类做好健康服务,保障好重点人群就医用药需求,要及时响应居民群众健康服务需求,及时帮助解决居民群众反映的急难愁盼问题;要做好宣传引导工作,引导居民群众科学理性认识新冠病毒,树立人人都是自己健康第一责任人的理念;要关心关爱一线城乡社区工作者。

  “社区疫情防控是为了居民群众,也要依靠居民群众。”李健说,应该充分发挥党组织领导作用和村民委员会、居民委员会以及村(社区)卫生服务机构的基础作用,细化村民小组长、居民小组长、楼门栋长以及网格员的责任。农村地区还要依托五级书记健全疫情防控机制,进一步完善疫情防控体系。要加快推动公共卫生委员会的全覆盖。要创新社区与社会组织、社会工作者、社区志愿者以及社会慈善资源的联动机制,完善社区志愿服务制度,动员居民群众就近就便开展邻里互助等活动。

  春节期间,商场、超市、农贸市场等客流量较大,如何做好防控?商务部消费促进司一级巡视员耿洪洲说,商务部严格按照“乙类乙管”总体方案,制定了商场、超市、农贸(集贸)市场等新冠病毒感染疫情防控操作指南,明确防控制度、环境卫生、员工卫生防护等要求,指导行业做好防控工作。

  实施“乙类乙管”之后,在公共场所是否有必要继续戴口罩?常昭瑞说,当前,国内疫情仍处于不同流行阶段,仍需做好个人防护,科学规范佩戴口罩。在以下情形应佩戴口罩:进入医院、商场、超市、室内会场、机场车站等环境密闭、人员密集的公共场所,乘坐飞机、火车、地铁等公共交通工具、厢式电梯时;进入养老机构、社会福利机构等脆弱人群集中场所;出现发热、干咳、乏力、咽痛等相关症状时;近距离接触或者护理感染者以及有新冠病毒感染相关症状人员;医务工作者、快递、保洁等从事公共服务的工作人员。(记者申少铁)

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