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
中新社70年|忆九八抗洪:伴着洪峰走,枕着长江睡******
编者按:
本期小牛工作室特邀参加1998年抗洪报道的中新社记者顾立军、田惠明,为大家回忆九八抗洪采访和应对“汛考”的难忘往事。
灾区欢迎三种人
24年前,1998年8月,沿江诸省,阴云密布,连月不开,暴雨如注,十日不停,恨不得将20世纪最后两年的雨水一下子倾吐出来。
四川的嘉陵江、岷江、乌江、沱江,湖南的湘江、资江、沅江、澧水,湖北的汉江,江西的赣江,呼啸着涌入长江,长江水位持续暴涨,洞庭湖满了,鄱阳湖溢了。滚滚江水,浩浩荡荡。
一时间,抗洪救灾成为举国上下的头等大事。
关键时刻显真情:身着绿衣的解放军官兵冲上了江堤,扛沙袋、堵管涌;穿白衣的医生护士赶到了灾区,医病患,救伤者;媒体记者闻风而动,穿梭在长江两岸,拍灾情,录实况,将军民团结抗洪救灾的新闻及时传至海内外。他们是灾区最受欢迎的三种人。
▲中新社采访团记者与当地民众合影中新社的记者不用扬鞭自奋蹄。
此时,时任湖北分社社长章敦华正全力以赴,疾走长江两岸。武汉支社长柳俊武镇守三镇,三峡支社长罗德惠负责宜昌,江西分社长段八一出征九江,总社摄影部多位记者急赴鄂、赣两省灾区,大家合力同心,及时将长江抗洪新闻采写发出。
眼看着洪灾越来越严重,总社又派出了一支抗洪采访小分队,于8月13日中午,乘白色桑塔纳、蓝色吉普车,驶出总社大门,向着长江抗洪前线出发了。
▲田惠明、赵胜玉、陶社兰乘冲锋舟采访灾区报道组成员有:时任社长助理顾立军为总负责,总编助理田惠明协调图文发稿,湖北分社长章敦华负责采访总调度,文字记者陈建、赵胜玉、陶社兰,摄影记者为邹宪。司机杨福顺、林宪。
星夜驱驰 奔赴荆州
我们星夜驱驰,沿高速公路直达郑州,稍作休息,又走107国道南下,当时京广高速还没有修到武汉。
我们马不停蹄,终于在14号傍晚时分,跨过了长江大桥,与章敦华会师于武昌城下。
15号我们在武汉市区采访,登黄鹤楼头远眺:江水翻滚横流,江面宽阔无涯,水位即将贴近长江大桥了。昔日江上百舸争流,今日没有一艘行船。
武昌沿江大道上,处处是堆的山高的沙袋,用以阻挡肆虐的江水入城。我们登上沿江大堤,穿行街头巷尾,一边察看水情,一边制定下一步的采访路线。
敦华社长的家乡在荆州公安县,他对长江再熟悉不过了。他说:“荆江大堤是长江的生命线,荆州沙市水文站是荆江大堤的晴雨表,荆州公安县是长江的分洪区,万里长江险在荆江。我们应该立刻赶到荆州去。“
事不宜迟,16日清晨, 杨福顺、林宪不顾疲劳,驾车飞速向五百里开外的荆州驶去。我们这两辆采访车此次发挥了巨大的作用,它兼有多种功能。
一是交通功能:哪里出险情,哪里有新闻,我们的采访车就可以每小时百公里以上的速度尽快抵达。
二是办公功能:我们的照相器材、电脑、传真、录音机、传真机、水情资料、地图等办公用品均在车内,大家在行进之中就可以打字发稿、研究题目、拟写采访提纲。
三是餐厅功能:我们的车上装有矿泉水、饼干、方便面、水果、香烟等,渴了、饿了就在车上解决。停车后,两位司机会及时采购补给。
四是卧室功能:采访车也是卧室。累了、困了就在车上打个盹儿。养精蓄锐,上车就睡,体力迅速恢复。下车就干,不知疲倦,一直保持良好的采访状态。两位司机可以停车大堤下,抓空睡会儿。
中午抵达荆州,我们站在荆州抗洪指挥部五楼顶上望去,数十米开外即是荆江大堤,长江第六次洪峰正滚滚而来,堤内是一望无际的浩瀚江水,水位已经超出警戒线两米多,快与楼顶齐平了。
如果荆江大堤一破,江水不但吞没荆州古城,而且一路向东,直逼武汉。可以说保住荆江大堤,就是保住了武汉三镇。
留下还是撤离?
此时,暴雨依然不停,水位一高再高,当地的水利专家告知,要想保住大堤,确保武汉安全,万不得已的情况下,只有在荆州对岸的公安县北闸大堤炸坝分洪,公安县有一个已经规划好的分洪区。
不容耽误,我们要立刻赶到公安县去,荆州与公安县隔江相望,只有几十里的距离,但江面上早已封锁,轮船停驶,摆渡停开,荆州也无大桥横江。
此时要想到对岸的公安县,只有驱车向西100多公里,那里有枝城长江大桥,过桥后再向东折回100多公里,才能到达公安县。两位司机二话不说。继续驾车长途奔驰,终于在傍晚时分到达了公安县城。
由于分洪已经提前预警通知,几十万村民准备“舍小家保大家”,要提前开始撤离。逆行者是解放军战士,他们列队扛锹,喊着口号跑向江边。
湖北媒体同行告知:公安县北闸的大堤上已经挖好了一百多个爆破坑,里面填装了近二十吨炸药。
万事俱备,只等当晚上九点后,中央一声令下,即可炸坝分洪。要炸开分洪的口子长2500米,届时,长江水将一路咆哮倾泻……
如果这样,几十万亩良田将被淹,几十万人口将流离失所,公安县分洪区将是一片汪洋。
怎么办?我们报道组是留下来坚守,还是撤离到安全地带?留下,可以采访到分洪现场鲜活的新闻,记者聚集的公安县抗洪指挥部的三层楼顶还可以抵挡一阵。
离开,关键时刻记者哪能撤离现场!但两辆采访车泡在水里,将彻底报废。
几十万人的家园保住了
怎么办?敦华社长坚定地说:“公安县就是我的家乡,我要留下来”。顾立军说:“九一年安徽淮河水灾我就在现场,我有抗洪的经验,我留下。”
摄影记者邹宪表示,我也要留下来,我用相机记录下炸坝分洪的瞬间。其他几位记者也表示愿意留下采访,让车辆撤离。经过一番讨论,最后决定顾、章、邹三个人留在公安县城,其余的撤到50公里开外的一处叫藕池的高地。
就这样,他们三人冒着生命危险留在了公安县城。其余的人驾驶两辆车急速向高岗之地驶去。
▲记者陈建在采访现场此时已经快晚九点了,公安县城已是漆黑一片,老百姓基本都撤离了,只有军车和军人们在行动。大喇叭还在反复播放着赶快撤离的通知。
我们驾车出了县城,沿着公路狂奔,一路暴雨倾盆,雷电交加,雨刷器用最快的速度来回的刷着,但仍看不清前面的路,车窗外白茫茫一片,大家谁也不说话,司机紧握方向盘,手在发抖,仍然拼力的前行。
我们睁大眼看着窗外,寻找着高点儿的建筑物。大家都表示,一旦分洪的江水追过来,我们就弃车跑到制高点上去,或者爬到大树上。
好在一路有惊无险,一个多小时后,我们终于看到了灯火,看到了高岗之地上避险的受灾民众,这时大家才松了一口气。
8月16日,这是一个不眠之夜,我们不时打探着公安县的消息。
一小时一小时地过去了,深夜两点多,终于,肆虐的江水有所收敛,荆州沙市的水位停在了45.22米,远远高出可以分洪的水位,据说这是150年来长江历史上的最高水位。
这是一招险棋,中央高层临危不乱,科学决策,指挥若定,坚持住了,没有下达炸坝分洪的命令。大坝保住了,公安县保住了,几十万亩良田保住了,几十万人的家园保住了。
伴着洪峰走,枕着长江睡
17日上午,我们的报道组又会师了。从17日起,我们又沿长江两岸的石首、监利、洪湖、赤壁、咸宁、岳阳一路采访,伴着洪峰走,枕着长江睡。
敦华社长得知了洪湖市长的行踪,知道其日夜坚守在长江边的一艘船上。堤在、船在、人在,这艘船就是洪湖市抗洪救灾的指挥部,市长吃住在船上已经几十天了。
敦华社长连夜前去采访,没有灯,打着手电做记录。采访回来后,熬夜写就了专访洪湖市长的稿件。
▲章敦华夜访时任洪湖市长记者陈建、赵胜玉、陶社兰更是勇者无畏,来到原42军叶军长的石首市抗洪指挥部,并自报家门进行采访,豪爽好客的叶军长被记者勇敢的精神感动了。
这位将军似乎与记者们很投缘,不但接受了我们的采访,还相约第二天,一起乘冲锋舟深入孤岛村庄,去查看被困的灾区。看看救灾的战士们,以鼓舞士气。
▲陈建采访原42军叶军长要知道,能深入到被淹的村庄去现场采访,没有船是寸步难行的。机会难得,第二天上午,我们身着橙色救生衣,随着叶军长一行,乘上冲锋舟,向着险情最严重的村庄驶去。
我们看到,灾区险段,战士们有的泡在泥泞中挖土,有的扛起沙袋一溜小跑,将沙袋垒在堤坝上。顾立军真是有经验,他钻进受灾民众的帐篷里,摸摸被子,看看锅里,又递给老乡们香烟,与他们深入交谈采访,民众将许多的心里话都讲给了他听。
▲顾立军在采访受灾民众邹宪的相机不停地拍着,留下了一个又一个难忘的画面。记者的稿件不停地写着,一篇篇传回了总社。值得我们自豪的是,报道组采写的《灾区欢迎三种人》稿件,角度新颖,文笔流畅,后来荣获了第九届中国新闻奖二等奖。
24年过去了,在1998年长江抗洪报道中,我们目睹了世纪大洪水的惊涛骇浪,我们经历了十几天采访的惊心动魄,我们留下了刻骨铭心的回忆,这段经历成为了我们新闻生涯中一段难忘的旧事。
作者:顾立军 田惠明
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |