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
“抗中”换“和平”,民进党真能“保台”么? ******
“九合一”狼狈败选的民进党,等不及新年就打算改换口号了。
2022年12月24日,民进党新主席的参选者赖清德在参与活动时提出了所谓“和平保台”的口号,表示“希望大家能够和平相处”。28日,民进党公布台湾地区基层公职人员“九合一”败选报告,代理党主席陈其迈再次使用“和平保台”的字眼。
以所谓“和平”代替“抗中”,究竟是文字游戏,还是民进党的两岸政策真的有变?
为竞选打出动员口号
1月15日民进党补选党主席在即,“和平保台”的提出对于赖清德有紧迫意义。有观点认为,尽管赖胜选的悬念不大,但在其“台独工作者”的政治底色上,如何调整民进党两岸政策路线,是观察赖此次竞选表现以及今后政治前途的一大重点。
显然,这一口号是想与蔡英文任主席时期的“抗中保台”路线进行区隔,有台媒认为是与过去作“切割”。
检讨选举失败的原因时,有民进党人士指,时下台湾民众担心战争风险的心理已经大增,继续把对抗性强烈的口号作为标语,是这次民进党选战策略的重大失误。
身为民进党当局副领导人,赖清德亲眼得见操作“抗中保台”在“九合一”选举中失效,他定不愿重蹈覆辙。用“和平”替换“抗中”,表面上看似想降低对抗意味,弱化仇恨动员的效果。
尤其是,在台美勾连愈加公开化的2022年,大陆军演强力震慑“台独”势力,而民进党当局只能“装聋作哑”,甚至掩盖导弹穿越台岛上空的消息。“抗中”是玩假,选票才是真诉求。
民进党诉求的“和平”能“保台”吗?
身为民进党内的“独”派势力,赖清德背后的支持者及深绿选民对其施加的压力,让他在选择两岸路线时空间更小。民进党现下诉求的所谓“和平”可以“保台”吗?“保台”保的又是什么?
大陆一再对台宣示推动两岸关系和平发展的诚意与善意,民进党当局高层也时常把“和平”挂于嘴边。然而二者并非一样东西。大陆强调“和平统一、一国两制”,是在两岸双方有政治共识的基础上实现永葆和平;而民进党当局的“和平”更像是执政合法性的幌子,以战争威胁来制造民众恐慌,用以巩固顽抗大陆的执政“民意”。
二者谁秉持诚意、谁夹带私货,并不难分辨。
做出降低两岸对抗的姿态,并不意味赖清德会放弃“独”的政治诉求。一再突出“保台”愿景,实际却是民进党为了“保住”权柄的一党之私,甚或是保留从“保持现状”到“渐进台独”的可能性。
只要民进党党纲中求“独”的所谓“神主牌”不下架,不承认台湾是中国的一部分,仍然操弄各种分裂祖国的伎俩,所谓的“和平”就只会是一场空谈,更遑论“保台”。反而会是“票投民进党、青年上战场”。
没有实际行动,空喊口号毫无意义。背负着深绿政治势力的包袱拿下主席之位,赖即便调整该党两岸路线,能成功“保台”吗?无论如何包装,换汤不换药、新瓶装旧酒的“台独”路线,都只会是绝路。
如何才能真保台?
民进党内部一方面在调整其两岸路线,另一边也在延长兵役政策,惹得岛内年轻群体怨声载道。这与民进党自我标榜的重视青年背道而驰。
要讨好美国、又要挽回失去的选票,成为该党如今一大难解的罩门。但外人靠不住,“台独”没出路。经过这几年,更多人认清美国只把台湾当做一枚其遏制中国的棋子,让台湾充当“炮灰”“豪猪”“肉垫”。民进党的言行不一、表里不一,让其在台湾民众心目中的信用度沦落为负值。
2016年和2020年,民进党两次选举都为民众开出“拼经济、护和平”的竞选支票,说明他们并不是不知道选民要的是能看得见的社会发展和踏实的安全感,但他们既无诚意也无能力真正回应民意。于是利用“抗中保台”口号煽动民粹情绪,将兑现不了的承诺渲染成为选举时的肾上腺素。可如今,在军购不断、兵役延长、民生疾苦的现实下,选民们早已看透民进党的虚妄。
于台湾主流声量场,越来越多的人在开始回忆2008年至2016年两岸关系大交流、大合作、大发展的良好局面。今天看来,当时在和平发展的主题下,台海局势稳定,两岸各领域交流合作深入推进,民间热络往来前所未有。即便是后来受到民进党当局阻挠和新冠疫情的不利影响,两岸民众希望交流合作、和平发展的呼声从未减弱。
民进党的“台独”论述、分裂活动以及外部势力干涉两岸事务,是近年台海局势日益严峻复杂的根源。听其言,更需观其行。要想真正保台,民进党两岸路线的调整是否务实可行,应以能否体现一个中国原则、是否有利于两岸关系和平发展、是否有利于两岸民众福祉来衡量。否则就只是空谈,只会“害台”。
艾凉
(文图:赵筱尘 巫邓炎)