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
消费市场实现“开门红”******
重点零售和餐饮企业春节假期销售额同比增长百分之六点八
消费市场实现“开门红”(经济新方位·大力提振市场信心)
1月31日,习近平总书记在中共中央政治局第二次集体学习时强调,建立和完善扩大居民消费的长效机制,使居民有稳定收入能消费、没有后顾之忧敢消费、消费环境优获得感强愿消费。
消费市场实现“开门红”。据商务部监测,全国重点零售和餐饮企业销售额与去年春节假期相比增长6.8%,促消费活动丰富多彩,年货等商品销售旺盛,休闲消费精彩纷呈,生活必需品货丰价稳。
当前,各地各部门采取强有力措施,增强消费能力,改善消费条件,创新消费场景,充分激发消费市场潜力。在多重利好下,消费市场有望加速回暖,成为经济主拉动力。
政策发力,增强消费意愿
恢复和扩大消费,激励政策发挥作用。春节假期,多地发放消费券,对餐饮消费的拉动作用明显。美团数据显示,浙江、广东等省份多个城市通过美团发放消费券后,春节假期其餐饮堂食消费同比增速均达到两位数。以杭州为例,在春节消费券发放期间,全市堂食的订单量同比增长71%,交易额同比增长80%。
近日,多个省份以召开会议或发布行动方案等形式部署工作,把恢复和扩大消费摆在优先位置:1月29日,上海召开发布会,提出将恢复和提振消费行动作为重点工作之一,从促进消费扩容升级、促进汽车家电等大宗消费、全面激活文旅市场、支持会展行业恢复重振等方面推出多项举措;1月28日,广东召开高质量发展大会,会上透露,今年全省社会消费品零售总额增长目标设定为6%;1月27日,辽宁印发通知,明确推动消费复苏回暖,提出多元化提供消费补贴、着力打造消费新场景、加大对县域商业和重点商贸流通市场主体支持力度、鼓励合理住房消费等举措……
“政策发力的重点,是要有针对性地破解扩大消费面临的一些制约。”中国社会科学评价研究院院长荆林波说,看需求侧,这几年受疫情影响,老百姓收入增长放缓、预期下降,不敢消费、不便消费,存钱避险倾向上升;看供给侧,市场主体的创新能力不能完全适应高质量发展要求,有效供给和人们个性化、多样化的消费需求还有一定差距。
“腰包鼓了,消费才有动力。”国务院发展研究中心市场经济研究所研究员陈丽芬建议,要多渠道增加城乡居民收入,特别是提高消费倾向高、但受疫情影响大的中低收入居民的消费能力。适当增加消费信贷。落实落细就业优先政策,支持发展吸纳就业能力强的产业和企业,及时有效缓解结构性物价上涨给困难群众带来的影响。
完善设施,改善消费条件
“智能服务更加普及,跟以前拿着地图找路线相比,自驾游可是方便多了。”春节假期,北京市朝阳区居民刘鑫选择了自驾旅游过大年,从北京出发一路开到陕西西安。查找出行攻略、选择路线导航、预订酒店和景区门票,都可以轻松地通过手机APP完成。
作为消费的重要组成部分,旅游市场在春节假期明显升温,大众文旅消费需求加速释放。经文化和旅游部数据中心测算,今年春节假期全国国内旅游出游3.08亿人次,同比增长23.1%,恢复至2019年同期的88.6%;实现国内旅游收入3758.43亿元,同比增长30%,恢复至2019年同期的73.1%。
消费条件改善进一步带动消费升级。春节旅游市场显示,随着旅游消费升级,人们更倾向于在目的地增加停留时间,进行深度旅游。去哪儿旅行的数据显示,平台国内酒店预订间夜量达到历史新高,其中连住3天以上的预订更创历史新高,平均入住时长同比增长3.6小时,相当于1/3的游客选择比去年多住一晚,带动了目的地城市的餐饮、交通、娱乐消费。“今年春节假期的预订情况比去年好很多,客人的入住周期都是3—5天。”途家民宿上海朴宿花园房东程先生说。
得益于不断出台的改善文旅消费条件的政策利好,长线旅游也在明显复苏。一家旅游出行平台发布的数据显示,春节假期半程境内长途游订单量同比增长超500%。高德地图数据显示,用户跨省长途自驾游的人均导航距离较去年同期上升17%。去哪儿旅行数据显示,旅客春节假期出行平均半径同比增长超五成,每名旅客出行距离相较去年平均增加400公里。
专家建议,应通过增加高质量产品和服务供给,不断提升国内供给质量水平,推动供需在更高水平上实现良性循环,使消费潜力充分释放出来。
创新供给,增加消费场景
“对于露营爱好者来说,预制菜挺方便的。”春节假期,广东深圳的高校教师李晓一家三口外出露营旅游,提前购买了不少预制菜。李晓说,作为餐饮市场上的一种新产品,烹饪和携带更加方便的预制菜,满足了家庭聚餐和露营野餐的需求。数据显示,春节假期,预制菜成为餐饮消费的热门品类,销量实现同比大幅增长。
当前,我国居民消费呈现多样化、多层次、多方面的特点。
文旅深度融合,市场加速回暖。今年春节假期,各地各部门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。美团发布的数据显示,春节假期新消费场景加速涌现,提灯夜游、雪橇冰车、非遗表演等新玩法走俏,美团上露营地相关的餐饮服务订单量同比增长272%。
线上线下互动,餐饮人气恢复。无论是大型餐饮企业、老牌酒店,还是时尚饭店、网红料理店,都发挥各自服务优势和特色,联合团购网站开展打折促销、限时抢购、返利抵现等活动。
模式产品出新,激发消费潜力。春节消费升级趋势明显,健康、时尚等成为消费者更加关注的元素。京东数据显示,主打健康概念的菜品热销。
商务部研究院电子商务研究所副研究员洪勇表示,应不断改善消费条件,更好地支持住房改善、新能源汽车、养老服务等消费。如因城施策支持刚性和改善性住房需求;继续实施免征车辆购置税政策,推动汽车消费由购买管理向使用管理转变;推动养老事业和养老产业协同发展,加快健全居家社区机构相协调、医养康养相结合的养老服务体系等。
中央经济工作会议提出,要把恢复和扩大消费摆在优先位置。商务部相关负责人表示,将认真贯彻落实中央经济工作会议精神,和相关部门一道积极采取措施,努力恢复和扩大消费,不断增强消费对经济发展的基础性作用。
(人民日报 记者 王 珂 原韬雄 白光迪 )
(文图:赵筱尘 巫邓炎)