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
坚持以人民为中心发展教育的重要指导意义******
作者:张力(国家教育咨询委员会秘书长、原教育部教育发展研究中心主任)
党的二十大报告指出:“坚持以人民为中心发展教育,加快建设高质量教育体系,发展素质教育,促进教育公平。”这是在全面总结党领导的人民教育事业百年奋斗伟大成就、特别是新时代新成就新变革基础上,对迈向第二个百年奋斗目标征途上加快推进教育现代化、加快建设教育强国、促进人的全面发展,确定的重要纲领性原则,指导意义极为重要而深远。
坚持以人民为中心发展教育,源于中国共产党全心全意为人民服务的根本宗旨
坚持以人民为中心发展教育,是中国共产党坚持人民至上的理念、坚持以人民为中心的发展思想在教育领域的集中体现。这可以追溯到一百年前。中国共产党从成立之日起,就始终把为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴作为初心使命,领导人民进行伟大奋斗,在进取中突破,于挫折中奋起,从总结中提高。历史经验充分表明,党的根基在人民、血脉在人民、力量在人民,人民是党执政兴国的最大底气。党领导的人民教育事业,完全基于以人民为中心发展的核心理念和坚定信心。
我们党用践行全心全意为人民服务根本宗旨的实际行动向世人昭示,中国共产党始终代表中国最广大人民根本利益,没有自己特殊的利益,从来不代表任何利益集团、任何权势团体、任何特权阶层的利益,始终牢记江山就是人民、人民就是江山,坚持一切为了人民、一切依靠人民,坚持为人民执政、靠人民执政,坚持权为民所用、情为民所系、利为民所谋,坚定不移地团结带领全国各族人民向着实现中华民族伟大复兴的中国梦宏伟目标奋勇前进。这是党的二十大报告明确宣示坚持以人民为中心发展教育的根本出发点。
党的二十大报告在总结新时代以来党和国家事业历史性成就、历史性变革时指出,深入贯彻以人民为中心的发展思想,人民生活全方位改善,人民群众获得感、幸福感、安全感更加充实、更有保障、更可持续。报告在深刻阐释习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观和方法论时指出,将“必须坚持人民至上”列为要求全党坚持好、运用好贯穿其中的六个方面立场观点方法之一。报告在确定全面建设社会主义现代化国家前进道路上必须牢牢把握的五项重大原则中,强调“坚持以人民为中心的发展思想。维护人民根本利益,增进民生福祉,不断实现发展为了人民、发展依靠人民、发展成果由人民共享,让现代化建设成果更多更公平惠及全体人民”。报告在向全党全社会发出新时代新征程新的动员令时重申,全党要坚持全心全意为人民服务的根本宗旨,坚持一切为了人民、一切依靠人民,从群众中来、到群众中去,始终保持同人民群众的血肉联系,始终同人民同呼吸、共命运、心连心。这一系列统揽全局的总体要求,为坚持以人民为中心发展教育,提供了非常重要的历史依据、理论指引和实践遵循。
坚持以人民为中心发展教育,是新时代新征程办好人民满意的教育的出发点
党的十八大以来,中国特色社会主义进入新时代,从全面建成小康社会到全面建设社会主义现代化国家,各行各业和社会各界对教育系统开发人力资源提出多层次多样化的需要。特别是我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,亿万人民群众对教育的现实需求和长远期望,正在逐步转向更有质量、更加公平、更为有用、更可持续。以习近平同志为核心的党中央在坚持以人民为中心发展教育、办好人民满意的教育的理论创新与实践探索上不断迈开新步,制定实施数十项战略规划和重大政策举措,为加快推进教育现代化、深化教育领域综合改革增添强大动力,推动我国教育事业取得新的历史性成就、发生新的历史性变革。
面对新时代新形势,习近平总书记在2018年全国教育大会上概括党对新时代教育改革发展提出的新理念新思想新观点时,明确将“坚持以人民为中心发展教育”作为“九个坚持”之一,认为这是对我国教育事业规律性认识的深化,来之不易,要始终坚持并不断丰富发展,并明确要求,在党的坚强领导下,全面贯彻党的教育方针,坚持马克思主义指导地位,坚持中国特色社会主义教育发展道路,坚持社会主义办学方向,立足基本国情,遵循教育规律,坚持改革创新,以凝聚人心、完善人格、开发人力、培育人才、造福人民为工作目标,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育。
习近平总书记在2020年主持召开教育文化卫生体育领域专家代表座谈会时强调:“我们要从党和国家事业发展全局的高度,全面贯彻党的教育方针,坚持优先发展教育事业,坚守为党育人、为国育才,努力办好人民满意的教育,在加快推进教育现代化的新征程中培养担当民族复兴大任的时代新人。”
习近平总书记的系列重要论述,紧扣人民期盼、顺应时代要求,充分显示了党的教育方针承前启后、与时俱进、继往开来的鲜明本色,对新时代教育事业的历史方位和使命任务进行了高屋建瓴的阐释,为我们深刻认识坚持以人民为中心发展教育是办好人民满意的教育的出发点,准确把握坚持以人民为中心发展教育与办好人民满意的教育的辩证关系,确定了基本思路,为党的二十大报告以“办好人民满意的教育”为主旨,在坚持以人民为中心发展教育的核心理念导引下,作出以加快建设高质量教育体系、发展素质教育、促进教育公平为主线的新部署新要求,提供了重要依据。
坚持以人民为中心发展教育,重点是健全国家基本公共教育服务制度体系
民生是人民幸福之基、社会和谐之本。在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下,党的十九大、二十大报告在党的十七大、十八大报告关于“学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居”民生建设政策的基础上,拓展为“幼有所育、学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居、弱有所扶”,并确定了健全上述“七个有所”相关国家基本公共服务制度体系的要求,从而将坚持以人民为中心发展教育理念融入国家制度体系建设。党的二十大报告进而对加快建设高质量教育体系、发展素质教育、促进教育公平主线牵引下的政策举措进行了整体谋划。
健全国家基本公共教育服务制度体系,坚持以人民为中心发展教育的理念,需要纳入加快建设高质量教育体系布局。在新时代全面贯彻新发展理念、着力推动高质量发展、主动构建新发展格局的进程中,党的二十大报告将“实现高质量发展”作为中国式现代化的本质要求之一,并强调高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。因此,从现在到2035年加快建设高质量教育体系,在国家高质量发展全局中将发挥基础性、战略性支撑作用。健全国家基本公共教育服务制度体系,作为高质量教育体系的关键环节,将继续坚持尽力而为、量力而行,在增强基本公共教育服务体系的均衡性和可及性方面,不断取得实质性进展。
健全国家基本公共教育服务制度体系,体现坚持以人民为中心发展教育的理念,需要持续谱写发展素质教育的新篇。发展素质教育,从改革开放和社会主义现代化建设新时期到中国特色社会主义新时代,进入党和国家基本教育政策范畴,总体思路就是促进全体儿童青少年健康成长、全面发展,不断提高14亿多中国人的思想道德素质、科学文化素质、身心健康素质。党的二十大报告围绕育人的根本在于立德、全面贯彻党的教育方针、落实立德树人根本任务、培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人、健全学校家庭社会育人机制、推进大中小学思想政治教育一体化建设、加强家庭家教家风建设、加强和改进未成年人思想道德建设、提高人民道德水准和文明素养、广泛开展全民健身活动、加强青少年体育工作等方面,作出多方面部署。发展素质教育,必将汇聚政府、学校、家庭、社会的更大合力,贯穿于健全国家基本公共教育服务制度体系全过程。
健全国家基本公共教育服务制度体系,体现坚持以人民为中心发展教育的理念,需要在促进教育公平方面开拓创新。促进教育公平,总体上看就是完善体现权利公平、机会公平、规则公平的法律制度,努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育,为建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国做好准备。党的二十大报告关于“加快义务教育优质均衡发展和城乡一体化,优化区域教育资源配置,强化学前教育、特殊教育普惠发展,坚持高中阶段学校多样化发展,完善覆盖全学段学生资助体系”的要求,重在彰显教育公平是社会公平的基础,筑牢国民教育体系特别是基础教育体系的基石,助力加强普惠性、基础性、兜底性民生建设,同时也要为创新公共教育服务提供方式、满足人民多层次多样化需求作出更多贡献。这是健全国家基本公共教育服务制度体系的主旋律,必将使改革发展成果更多更公平惠及全体人民。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)