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3分pk102023-11-11

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******

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。

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  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

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东西问|徐华清:全球气候危机加剧,联合国气候大会能否变承诺为行动?******

  中新社北京11月12日电 题:全球气候危机加剧,联合国气候大会能否变承诺为行动?

  ——专访联合国气候变化大会中国代表团随团专家、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任徐华清

  中新社记者 阮煜琳

  11月6日至18日,《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)在埃及海滨城市沙姆沙伊赫举行。2022年以来,极端天气频发、乌克兰危机、能源危机在欧洲蔓延等,都让全球应对气候变化的未来更加充满不确定性。在此背景下,国际社会对本届联合国气候变化大会高度关注。

资料图。“保温”防融化 瑞士为阿尔卑斯最古老冰川盖上毯子。资料图。“保温”防融化 瑞士为阿尔卑斯最古老冰川盖上毯子。

  近日,正在埃及沙姆沙伊赫参加联合国气候变化大会的徐华清接受中新社“东西问”书面专访,就当前全球气候变化领域诸多热点问题给予解答。徐华清是联合国气候变化大会中国代表团随团专家、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任,曾被政府间气候变化专门委员会(IPCC)授予2007年诺贝尔和平奖的贡献奖,2000年起参加中国政府气候变化谈判代表团谈判及专家组工作。

  现将访谈实录摘要如下:

  中新社记者:全球能源形势不容乐观,欧洲一些国家考虑重新增加传统能源使用,这是否会增加全球应对气候变化的不确定性?

  徐华清:乌克兰危机以来,欧亚地缘政治格局发生深刻改变,特别是欧盟坚定推行“去俄罗斯化”能源政策,跟随美国通过了对俄的数轮制裁,造成全球能源供应安全问题显现。

  对于欧洲国家而言,能源供应的不确定性加剧了欧洲能源困境,威胁欧盟能源安全,也暴露出欧洲能源结构的脆弱性和能源转型过程中结构性矛盾,不仅给欧洲的能源安全战略带来重大影响,也对欧洲的气候政策带来一定挑战。

当地时间7月31日,德国柏林,为节约能源,柏林标志性建筑立面照明在夜间明显减少。图片来源:ICphoto当地时间7月31日,德国柏林,为节约能源,柏林标志性建筑立面照明在夜间明显减少。图片来源:ICphoto

  德国等主要成员国开始寻求重启煤电,引发国际社会对欧盟气候政策倒退的高度关注。如果欧洲实施更加激进的可再生能源政策,可能反而促进欧洲可再生能源加速发展,成为促进欧洲绿色新政的“加速器”,也有利于欧盟长期气候目标的实现。

  中新社记者:今年联合国气候变化大会是在发展中国家举行,是否意味着本次会议更聚焦于经济发展水平较低、对气候灾害适应性更脆弱的发展中国家群体的关切?

  徐华清:COP27在埃及沙姆沙伊赫举行,受到了国际社会的高度关注。本次会议在发展中国家召开,应当切实地回应发展中国家的关切,反映发展中国家的诉求。我们期待与各方一道将COP27打造成为以“落实”为主题,以发展中国家最为关心的适应和资金为成果亮点的大会。

  适应是发展中国家的核心关切,长期以来在多边进程中没有得到应有的重视。COP27应着力推动“格拉斯哥-沙姆沙伊赫全球适应目标工作方案”取得实质成果,为明年在COP28达成有力度、可操作的全球适应目标奠定坚实基础。中方支持联合国秘书长古特雷斯关于建立全球早期预警系统的倡议。发达国家要加大对发展中国家适应行动的资金支持力度,提出适应资金翻倍的路线图。

  中新社记者:大会主席国埃及将本次大会的口号定为“共同实施”,本届大会为什么如此特别强调“实施”“落实”和“行动”?

  徐华清:《巴黎协定》是全球气候治理多边进程的一个重要里程碑,《巴黎协定》不仅基于科学、基于规则,也展现了最大的包容性、可达性,协定提出的“在本世纪末将全球温度升幅与工业革命前相比控制在2℃以内、并力争控制在1.5℃之内”的目标,是现实的,也是符合实际的。

当地时间2022年8月7日,荷兰奈梅亨,船只停在干涸的河道上。当地时间2022年8月7日,荷兰奈梅亨,船只停在干涸的河道上。

  实现《巴黎协定》确定的长期目标,首先要求发达国家在深度减排上作出表率,这是早日实现全球净零排放的关键,而国际社会实现雄心的关键,则在于各国采取有力度的具体行动。我们认为空喊口号不是雄心,落实目标才能展现真正的雄心,这也是COP27将落实作为主题的意义所在。

  目前大多数缔约方已提出了各自的国家自主贡献目标。提出目标是重要的,但同样重要,甚至更加重要的是切实将目标落实到行动上,这是有效应对全球气候变化的根本出路。COP27应当倡导各方将已经提出的国家自主贡献目标转化为有效的政策、扎实的行动、具体的项目,而不是现有的目标还没有落实又急于提出新的目标。

  《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)是国际社会应对气候变化的法律基础。今年是《公约》达成30周年,各方应当以此为契机,坚持《公约》的主渠道地位,坚持《巴黎协定》“加强《公约》实施”的定位,全面准确落实《公约》及其《巴黎协定》的目标原则,特别是共同但有区别的责任等原则和国家自主贡献的制度安排,坚持“2(摄氏,下同)度以内、争取1.5度”的全球温控目标,共建公平合理、合作共赢的应对气候变化全球治理体系。

  中新社记者:在2009年哥本哈根气候峰会上,发达国家承诺到2020年将对低收入国家的气候资金支持增加到每年1000亿美元。这个承诺至今没有兑现,这给全球应对气候变化带来什么影响?

  徐华清:在资金问题上,发达国家在2009年作出到2020年每年提供1000亿美元资金支持的承诺,但迄今尚未兑现。这不仅对发展中国家开展气候行动造成了严重影响和阻碍,还严重损害了发达国家和发展中国家之间的政治互信。我们敦促发达国家尽快兑现每年1000亿美元的资金支持承诺。

  目前很多发展中国家的自主贡献都提出了对发达国家资金支持的要求,发达国家应当根据发展中国家的需求,以1000亿美元为起点制定更富雄心的2021年-2025年气候资金路线图以及2025年后发达国家新的集体量化资金目标,以增进南北互信和行动合力。

    资料图:2022年4月1日,德国下萨克森州汉诺威遭遇降雪天气。图片来源:视觉中国资料图:2022年4月1日,德国下萨克森州汉诺威遭遇降雪天气。图片来源:视觉中国

  中新社记者:您多次参加联合国气候变化大会,如何评价在全球应对气候变化进程中的中国贡献?

  徐华清:中国气候变化事务特使解振华日前指出,中国近十年积极建设性参与和引领全球气候治理,取得了重要成果。在中共中央、国务院的领导下,取得标志性成果是《巴黎协定》,就2020年后强化气候行动与合作作出安排:

  一是具有最大包容性,达成了照顾各方核心关切的法律形式。二是坚持公约原则,减缓、适应、资金、技术、能力建设、透明度等各要素体现了“共同但有区别的责任”。三是达成“低于2度之内、争取1.5度”的长期目标,彰显了全球绿色低碳发展的潮流。四是确立“自下而上”自主决定贡献模式,形成各方结合国情积极行动的局面。五是确保实施的可持续性,建立了五年盘点持续提高力度的机制。六是建立行动与支持相匹配的机制,帮助发展中国家不断提高能力。

  气候变化是全人类面临的严峻挑战,应对气候变化是人类共同事业,也是中国可持续发展的内在要求。中共十八大以来,中国实施积极应对气候变化国家战略,加快推进低碳发展,引导应对气候变化国际合作,积极参与并引领全球气候治理,成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者和引领者。特别是2020年中国作出了碳达峰碳中和重大宣示,展示了中国作为负责任发展中大国,走绿色低碳发展道路、与国际社会携手应对气候变化、共同推动构建人类命运共同体的坚定决心和信心。

  中新社记者:中方在COP27发挥什么作用,对大会有何诉求和期待?

  徐华清:中方愿意发挥积极建设性作用,与各方一道按照公开透明、广泛参与、缔约方驱动、协商一致的原则,共同推动COP27取得反映发展中国家关切、符合发展中国家利益的积极成果,努力将COP27打造成以“落实”为主题,以适应和资金为成果亮点的大会,支持埃及举办一届成功的缔约方大会。

  在这里我也想强调,气候变化事关人类未来,应对气候变化是人类共同事业,只有各方通力合作才能有效应对。(完)

  受访者简介:

  徐华清,2018年1月任国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任。主要研究领域为能源环境和气候变化战略及政策,主持完成了科技部国家重点基础研究发展计划“我国2020年温室气体控制目标、实现路径及支撑体系”(首席科学家)等重大项目,曾被IPCC授予为2007年诺贝尔和平奖贡献奖。2000年起参加中国政府气候变化谈判代表团谈判及专家组工作。

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