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
东西问丨曹应旺:“中国特色”从何而来?******
中新社北京1月8日电 题:“中国特色”从何而来?
作者 曹应旺 中共中央党史和文献研究院研究员
新时代中国特色社会主义和中国式现代化是中共二十大报告令人注目的关键词。中国式现代化是基于自己国情的中国特色的现代化。重视中国特色是中国革命、中国社会主义建设、中国改革开放取得成功的关键因素。
习近平总书记指出:“我们走中国特色社会主义道路,一定要推进马克思主义中国化。如果没有中华五千年文明,哪里有什么中国特色?如果不是中国特色,哪有我们今天这么成功的中国特色社会主义道路?”“中国特色”从指导思想上看,是马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合产生出来的,从文化根基上看,是从五千多年中华优秀传统文化从未间断的代代相传、积累、发展中来的。
中国特色与汉字、观念和精神
“中国特色”从文化根基上看,首先,来自中国汉字。中华民族从殷墟甲骨文算起已有三千多年有文字记载的历史。虽经过甲骨文、金文、篆书、隶书、楷书、草书、行书等发展,但文字基本骨架未变。汉字与其他文字不同,一个汉字就是一个天地,传递一种观念。
天津,甲骨文创意展吸引观众。佟郁 摄其次,中国特色从文化根基上,来自中国观念。掌握了常用汉字,基本能读懂一代代传下来的中华典籍。习近平指出:“老子、孔子、孟子、庄子等先哲归纳的一些观念也一直延续到现在。这种几千年连贯发展至今的文明,在世界各民族中是不多见的。”如老子讲“以百姓心为心”;孔子讲“百姓足,君孰与不足”;孟子讲“物之不齐,物之情也”;庄子讲“其作始也简,其将毕也必巨”。这种重视民本、重视事物的特殊性、重视事物由小到大发展的观念,传承几千年,也自然传承到以马克思主义为指导思想、以为人民服务为宗旨的中国共产党人身上,并结合实际将其发扬光大。
山西省各界人士、孔子后裔以及儒学研究者在太原文庙大成殿前纪念孔子诞辰2573周年。韦亮 摄再次,中国特色从文化根基上,来自中国精神。中华民族能在数千年历史长河中生存发展,重要原因是,有一脉相承的精神追求、精神特质、精神脉络。大禹治水、愚公移山等传说故事,追求的是“自强不息”的精神;“大道之行也,天下为公”“治天下也,必先公”等观念,追求的是公道公正的精神;“人皆可以为尧舜”,追求的是众生平等的精神。这些精神追求贯穿于中华民族的历史中,更贯穿于中国共产党的历史中。
上世纪初,精通中西文化的辜鸿铭先生把深沉、博大、纯朴、灵敏总结为中国精神的四大特质。这正是孔子以来倡导的中用、中和、忠诚、中时的中庸精神特质,即不走极端、和而不同、忠信诚实、与时俱进。不走极端,才有深沉;和而不同,才有博大;忠信诚实,才有纯朴;与时俱进,才有灵敏。这些精神特质也深刻反映在中国共产党人身上。
海外华人书法家的“天下为公”书法亮相在广州举行的首届“浩气黄花”国际诗书画作品展。索有为 摄中华民族的精神脉络重视向同时代的人学习,按照“三人行必有我师”,博采众长,以实现海纳百川;也重视向前人学习,按照“通古今之变”,重视历史经验,以实现站在历史巨人的肩膀上接续前进。为什么中国共产党一路走来,步伐厚重稳健,屡建惊世大功,重视“古今中外法”,重视把马克思主义同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合,原因是其指导思想。
中国特色与中国革命
中国共产党领导的中国革命,是具有鲜明的中国特色的革命。中国革命的中国特色,在文化层面,就是来自几千年传承下来的中华优秀传统文化的特色。习近平指出:“马克思主义传入中国后,科学社会主义的主张受到中国人民热烈欢迎,并最终扎根中国大地、开花结果,决不是偶然的,而是同我国传承了几千年的优秀历史文化和广大人民日用而不觉的价值观念融通的。”
中共中央党校校园内毛泽东手书“实事求是”的照壁。乐水 摄中国共产党人,选择马克思主义为指导思想,缔造中国共产党,与他们熟知中华优秀传统文化的大同观念和尧舜禹的平等观念等密切相关。毛泽东、周恩来的早期文稿中都有对“大同”的认识。毛泽东在1917年8月致黎锦熙信中写道:“大同者,吾人之鹄也。”表达了“大同”就是他心中的奋斗目标。彭湃在加入中国共产党之前写过一首诗:“磊落奇才唱大同,龙津水浅借潜龙,愿消天下苍生苦,尽入尧云舜日中。”老一辈革命家是在追求“大同”,追求“尧云舜日”的基础上选择成为马克思主义者的。
毛泽东走上依靠农民建立农村根据地、农村包围城市的不同于俄国的中国革命道路,把马克思主义基本原理同中国的具体实际相结合,创造性地继承和发展了中华优秀传统文化“实事求是”的观念,创立了“实事求是”的思想路线。从文化渊源看,“实事求是”狭义上来源于班固《汉书·河间献王刘德传》中的“修学好古,实事求是”。广义上来源于孔子的“毋意,毋必,毋固,毋我”的“绝四”精神和“躬行”、“讷于言,敏于行”的观念;来源于司马迁讲的“善者因之”的精神和大禹治水“因水以为师”的观念;来源于明朝杨继盛“遇事虚怀观一是,与人和气察群言”的品德和方法。将马克思主义思想方法用中国历史上已有的观念表达出来,就有了鲜活的、为中国人民所喜闻乐见的民族形式。
井冈山革命根据地是土地革命战争时期中国共产党创建的第一个农村革命根据地。刘占昆 摄在实事求是思想路线指引下,形成了夺取中国革命胜利的三大法宝:统一战线、武装斗争、党的建设。这三大法宝融为一体,骨子里与中华优秀传统文化的影响分不开。汉字的“國”字,就有边界、有人民、有土地、有武装的意思,已经包含了三大法宝的基本因素。
孔子讲“足食,足兵,民信”。“足食”,要发展农业生产,让人有饭吃——这也是“得人”统一战线和“足兵”武装斗争的物质基础;“足兵”,要发展武装部队,能守土卫国;“民信”,就是老百姓相信你。党的建设的目的就是要达到人民相信党。孟子也讲“诸侯之宝三:土地、人民、政事。”从一般意义上讲,孔子的“足食,足兵,民信”,孟子的“土地、人民、政事”,已包含了三大法宝的基本元素。从文化渊源上看,可以说,没有中华优秀传统的文化土壤,是难以提出“三大法宝”的。
民众在位于北京的中国人民抗日战争纪念馆内参观《伟大胜利 历史贡献》展览,了解“抗日民族统一战线”的形成经过。侯宇 摄中国特色与新时代
今天,习近平新时代中国特色社会主义思想,处处体现着把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合,有深刻的马克思主义理论味,有生动的新时代中国特色社会主义实践味,还有丰富的中华优秀传统文化味。其中对包括《论语》在内的中华优秀传统文化的守正创新,特别突出地体现在治国理政之道上。
这个治国理政之道,就是习近平引申的孟子“立天下之正位,行天下之大道”,所讲的“我们走的是正路,行的是大道”。
河南安阳,小朋友参观中国文字博物馆。毕兴世 摄这个治国理政之道,从普遍性上看是一个“公”字,就是《礼记·礼运》记载孔子讲的,“大道之行也,天下为公”——十九大报告和二十大报告都加以引用。这是“立党为公、执政为民”的文化基因,也反映在构建人类命运共同体、中华民族共同体等理念中。
这个治国理政之道,从特殊性上看是一个“和”字,即《论语·子路》记载的“和而不同”。这个“和”是事物特殊性基础上的协调互补,不是没有差异的绝对同一。如《孟子·滕文公上》中讲“物之不齐,物之情也”,习近平指出,“只有在多样中相互尊重、彼此借鉴、和谐共存,这个世界才能丰富多彩、欣欣向荣”。
民族团结誓词碑建碑70周年纪念会在云南省普洱市宁洱哈尼族彝族自治县举行。刘冉阳 摄这个治国理政之道,从根子上看是一个“本”字,就是习近平多次引用的杨泉在《物理论》中讲的“秉纲而目自张,执本而末自从”。这个“本”,从治国理政的根基看是人民。《尚书》讲“民惟邦本”“天视自我民视,天听自我民听”;《老子》讲“以百姓心为心”;《管子》讲“政之所兴在顺民心,政之所废在逆民心”,等等这些,都是新时代中国共产党“人民至上”“以人民为中心”的文化基因。
中国共产党一路走来,一路体现着中国特色。新时代,中国特色发展到一个新阶段。习近平新时代中国特色社会主义思想既是当代中国的马克思主义、21世纪的马克思主义,也是中华文化和中国精神的时代精华。(完)
专家简介:
曹应旺,1951年生,研究员,原中共中央文献研究室第五编研部巡视员,享受国务院颁发的政府特殊津贴。长期从事中共党史、党和国家主要领导人相关文献的编辑研究工作。担任《陈云传》《周恩来大辞典》副主编,参加撰写《邓小平传》,参加编辑《周恩来经济文选》《十六大以来重要文献选编》《十七大以来重要文献选编》等。著有《周恩来与治水》《中国外交第一人周恩来》《邓小平的智慧》等。发表《科学发展观渊源中的中华文化传统》等研究文章百余篇。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |