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
北京200公里外的网红瑜伽村,和村里的“土酷大神”******
中新网北京6月21日电(记者 邢蕊)6月21日,是国际瑜伽日。这种起源于印度的古老运动,在国内颇受都市白领的追捧。人们总是不由自主地将它和时尚、潮流这些摩登词汇联系在一起。
然而,在距离北京只有200多公里的一座小村里,却隐藏着一群高龄“瑜伽大神”。
院里掰玉米的大娘可以轻松将腿举过头顶,田间挖野菜的大妈能忙中偷闲来个倒立。就连村口晒太阳的大爷,一言不合也能给你劈个叉。
这个神奇的村庄坐落在张家口市张北县以北,它有一个让人过目难忘的名字——玉狗梁。
玉狗梁村,距离北京200多公里。在这里,村民们除了吃饭、睡觉、劳动,练瑜伽如今也是日常生活的一部分。没有窗明几净的教室和门类繁杂的装备,田间地头是他们的秀场,白手套蓝头巾是他们的标配。瑜伽这项舶来品,在这里打破了城市与农村的“次元壁”,让很多人都认识了玉狗梁。
破 圈
在中新网记者给79岁的武启莲打电话时,老人家正在忙着烧火做饭。
玉狗梁地处冀蒙交界的坝上草原,气候寒冷干燥,土豆和莜面是这里的主要物产。如果没有农活,村里人一般每天只吃两顿饭。
武启莲练习瑜伽已经有5年的时间,她不仅是村里的“瑜伽高手”,也是短视频平台上的红人。
武启莲短视频账号截图。2019年,武启莲的孙子偶然将奶奶练习瑜伽的视频上传到网络。视频中,农村的土炕上铺着一块薄薄的瑜伽垫,穿着红袜子的武启莲缓缓下蹲,将双手撑在瑜伽垫上,双腿又绕过双臂,看起来有些瘦弱的胳膊随即将整个身体撑起。
高难度瑜伽动作和银发的农村老人,形成强烈的反差感。这种画面不断刺激着看客的眼球,这条视频最终收获7.6万点赞。而随着武启莲视频账号的活跃,玉狗梁也意外走红。
借着这股“东风”,村里越来越多的人都注册了短视频账号。一些人也开始通过拍视频获利。
武启莲的账号目前有超过16万粉丝,她上线的一款“初、中级有效健身瑜伽课程”售价19元,已经有超过700人付款。
质 疑
玉狗梁的另一位“网红”,是驻村第一书记卢文震。其实在他来到村里之前,玉狗梁和瑜伽几乎没有任何联系。
2016年初,卢文震与另外两位同事入驻当时还是国家级贫困村的玉狗梁,开展精准扶贫工作。
零下二十七八度的天气,路上还残留着未化的积雪。一路颠簸后,他们一行人先来到乡里。当时玉狗梁的村支书骑着一辆电动三轮,头戴一顶有些旧的毡帽,身穿一件几乎包了浆的军大衣,拿着一部直板老人手机,将他们带到了玉狗梁村。
工作组刚到时,玉狗梁村的村支书。受访者供图。直到现在,卢文震都对这一幕记忆犹新。在他过往的生活中,几乎很少见到这样贫穷破败的山村:“年轻人都外出打工了,留下的都是体弱多病、上了年纪的老人。村里连个小卖部都没有,到处都是残垣断壁。”
如今,在国家扶贫政策的帮助下,玉狗梁经过村民们的努力,早已不再是那副残破模样。不过对于彼时的卢文震来说,要面对的确实是个棘手的局面。
安顿好之后,如何帮助村民脱贫,成为令工作组头疼的问题。一次偶然的机会,卢文震发现村里老人都爱在炕上盘腿,而这个动作和瑜伽中的“双盘”十分相似。一个大胆的想法在他脑海中出现:“教大家伙练瑜伽,把身体养好了,才能干活挣钱。”
第一书记教大家练瑜伽的事情,很快在村里传开了。“甚是个瑜伽?”是老乡们提出的第一个问题,经过卢文震的解释,大家很快明白:瑜伽就是锻炼身体。
卢文震供图。赵占南 摄质疑声接踵而至。
“你们是来扶贫的,练瑜伽能脱贫?”“城里人喜欢运动,我们每天干农活都很累了,吃饱了撑的没事干才锻炼身体。”甚至有人向乡里举报:玉狗梁村在搞“邪教”。
武启莲刚开始也觉得这就是在胡闹:“我们都不赞成卢书记,一把年纪了还练瑜伽,也不怕人笑话。”
为了吸引村民加入,卢文震自费买了一批白手套和瑜伽垫,谁来练瑜伽就可以免费领一个垫子。为了免费的礼物,再加上妇女主任的劝导,一些人开始跟着卢文震一起锻炼身体。
改 变
说是号召练瑜伽,但卢文震自己也是个门外汉。他从网上看了大量的视频教程后发现,很多动作都不适合村里的老人:“首先要确保安全,不追求高难度体式。瑜伽只是名义,把大家组织起来锻炼身体才是目的。”
他从最简单的动作开始教起,任何动作都要先自己练熟,确保安全后再教给村民们。两三个月以后,很多人尝到了练瑜伽的甜头。
因为常年劳作,武启莲和老伴儿落下了腿疼胳膊疼的毛病。在武启莲老伴加入瑜伽队几个月后,这些毛病竟然好转了。在老伴的推荐下,武启莲也开始跟着练瑜伽:“后来看卢书记教得挺好,老汉身体也好了,我才去的。”
早上和傍晚各练一次瑜伽,现在已经成为武启莲的生活习惯。而因为瑜伽,她的老年生活也发生了翻天覆地的变化。
卢文震供图。赵占南 摄2016年底,国家体育总局社会体育指导中心注意到了这群练瑜伽的老人。2017年,中国瑜伽官网称赞玉狗梁为“中国瑜伽第一村”。随之而来的,还有媒体的关注。
有电视台邀请村民们录节目,很多老人也因此走出村庄,开了眼界、见了世面。武启莲兴奋地告诉记者:“以前活了这么大都没去过城里。现在因为练了瑜伽去了十几个地方,高铁、火车、飞机都坐了个遍,连我儿子都没坐过飞机嘞。”
还有一件最让她骄傲的事——一手拉扯大的孙子也因为她练习瑜伽,娶上了媳妇:“他们在我直播间认识的。”
玉狗梁的变化,吸引了在外打工的村民回来建设家乡。新一届村委会的平均年龄不到50岁,他们都是玉狗梁的希望。
新任妇女主任孙俊仙自从去年回到玉狗梁后,每天都带领着老人们练习瑜伽:“早就知道玉狗梁火了,我也要回来出出力。”
2021年,国家体育总局社会体育指导中心正式为玉狗梁颁发“中国健身瑜伽示范村”荣誉奖牌。玉狗梁的未来,似乎一片明朗。
困 局
铺天盖地的报道为玉狗梁带来了实实在在的好处。2018年,也是玉狗梁丰收的一年。
那一年,村里引进了藜麦种植,建起了光伏电站,村民收入不断增加。卢文震介绍,光是靠种植藜麦,年人均增收可以达到1100多元。种植多的村民,年收入能达到近万元。
卢文震供图。赵占南 摄随着近几年的短视频热潮,互联网也成为一些村民增收的渠道之一。不过,发展的过程也遇到了困难。
村民的账号同质化比较严重,彼此存在竞争关系,自然难免摩擦,一度导致村里练瑜伽的人开始减少。
一辈子在田里劳作的老人们,也没有任何营销的概念,有些人甚至无法用普通话和直播间里的“家人们”沟通。加之近几年疫情的影响,卢文震想在村里搞旅游业的想法也暂时搁浅。
卢文震供图。赵占南 摄外界看似风光无限的玉狗梁,如今又一次站在了发展的十字路口。卢文震自己也不确定,流量什么时候会从玉狗梁褪去。当务之急,他想的是:“要尽快把玉狗梁的品牌做起来。”
其实早在2017年底,第一轮扶贫任务已经结束,卢文震的任期也即将结束。但那个时候玉狗梁的发展刚刚有了点起色,他不想走,村民们也想让他留下。这一干,又是3年。
在玉狗梁的一千多个日日夜夜,卢文震和村里的老人产生了深厚的感情。村里有人家杀猪、盖房,大家都会叫卢文震去吃饭,吃完还要再塞给他一块肉。有时候练瑜伽看不见他的身影,村民们还会到处找他,给他送点土豆、莜面、萝卜丝。
卢文震供图。赵占南 摄久而久之,卢文震和村里的老人们形成了依赖,“我不敢离开他们,离开以后,他们就很牵挂。”
第二个任职期满后,1966年出生的卢文震也快到了退休的年龄。“玉狗梁还没完全发展起来,我也不甘心。”同家人商量后,他开始了在玉狗梁的第三个任期。这一次,他要在这儿结束工作生涯。
卢文震微信头像。卢文震的微信头像,是一株只有两片叶子、但却有着很长根茎的榆树苗。他说:“玉狗梁未来的路,也要像榆树苗一样,稳扎稳打地走。”
现在,卢文震想借着玉狗梁的品牌,开发一些文创产品。他把目光投向了漫山遍野的蒲公英。他希望蒲公英的种子,可以带着玉狗梁瑜伽老人的精神,落在哪里,就在哪里生根发芽。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |