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
党的领导是法治中国建设的根本保证******
作者:徐明(中国地质大学(武汉)公共管理学院教授、自然资源部法治研究重点实验室研究员)
党的二十大报告指出:全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴,关键在党。近年来,中共中央印发的《法治中国建设规划(2020-2025年)》和国务院印发的《法治政府建设实施纲要(2021-2025)》,两者承前启后相互衔接,在确保“十四五”时期“一规划两纲要”的统一协调的基础上,为构建更加完善更加与时俱进的法治中国,绘就出了宏伟蓝图,为全面推进法治中国建设、全面建设社会主义现代化国家,指引了更加明确的方向。法治中国建设是中华民族需要长期坚持的一项光荣而重大的历史任务,也是中华民族必须面临的一场自上而下的深刻的社会变革。法治中国建设是我们党和国家当前和今后相当长时间内的重大工作,必须加强党中央对这一重大工作的集中统一领导,党的领导是法治中国建设的根本保证。
党的领导是社会主义法治的本质要求
中国特色社会主义最本质的特征是中国共产党领导,党是最高的政治领导力量,是领导一切的,这是新时代党建实践的升华,对党建理论认识的一次重大飞跃,也是建党百年历史经验的深刻总结。党领导一切自然包括对法治工作的领导,法治工作只有在党的领导下,与党的路线方针政策保持一致,才能更好地发挥法治固根本的作用,才能更好地服务社会、造福人民,所以坚持党对法治工作的领导,是确保法治工作正确方向的前提,是法治工作高质量发展的必然要求,是推进全面依法治国走向成功的根本保证。在全面推进法治中国建设的过程中,我们必须一体推进党的建设和法治建设,这是我国法治建设必须解决的核心问题,是政治和法治关系在党的建设中的集中反映,关键在正确认识党和法的关系,正确处理坚持党的领导和依法治国的关系。必须抓住党的全面领导这个根本,并以此为一切活动的立足点和出发点,在全面推进中国式现代化的过程中,不断把中国特色社会主义法治优势转化为国家治理效能。
党的领导是社会主义法治的最大优势
社会主义法治之所以能固根本,长期造福人民,历史和现实都以无可辩驳的事实证明:党的领导是社会主义法治的最大优势,它是由我国宪法和法律的性质决定的,是历史的必然、人民的心声。新中国成立之初,就通过宪法这一根本大法确立了中国共产党的领导地位;党的十一届三中全会以来通过不断强化社会主义法治建设,全面推进有法可依、有法必依、执法必严、违法必究的方针,我国法治化进程全面提速,民主化进程全面提升;党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央全面推进依法治国,立足我国实际,在更高起点上统筹推进科学立法、严格执法、公正司法、全民守法,法治中国建设全面有序推进。与此同时,党中央不断推进司法改革,强化全面依法治国的体制机制建设,加强对法治中国建设的集中统一领导。党的十八届四中全会审议通过的《中共中央关于全面推进依法治国若干重大问题的决定》标志我国法治建设全面进入一个新的阶段,党中央从战略部署的高度对全面依法治国作出了顶层设计。党的十九届三中全会决定组建中央全面依法治国委员会,对全面推进依法治国进行新的战略部署,注重从顶层设计、总体布局、统筹协调等方面全面系统阐述新时代推进全面依法治国的重要思想和重大意义。中共中央办公厅、国务院办公厅印发《党政主要负责人履行推进法治建设第一责任人职责规定》,明确党政主要负责人为切实履行法治建设的重要组织者、推动者和实践者,这些将进一步促进党领导的社会主义法治的最大优势的发挥。
党的领导是破解法治领域改革难题的重要法宝
党的二十大报告明确提出要在法治轨道上全面建设社会主义现代化国家。在法治的轨道上全面建设社会主义现代化国家首先必须要搞好法治建设。法治建设是一项复杂系统的工程,涉及到国家政治、经济、科学、文化、外交等,涵盖法治国家、法治政府、法治社会建设的方方面面,贯穿于立法、执法、司法、守法各领域各环节,事关国家改革发展稳定的大局。当今世界局势变化多端,我国正处于实现中华民族伟大复兴的关键期,改革攻坚的深水期,发展稳定安全任务艰巨繁重,在全面推进依法治国的过程中,法治领域复杂性、敏感性、艰巨性问题不断凸显,改革发展面临许多难啃的硬骨头、难铲的绊脚石。中国共产党在任何时候都是中国特色社会主义事业的领导核心,是我们破解法治领域一切改革难题的前提。坚持党的领导,要善于从政治上分析问题解决问题,在坚持党对全面依法治国的领导这一根本问题上,我们必须保持清醒的认识,必须旗帜鲜明讲政治,坚持讲政治和讲法律的有机统一,要在大是大非面前不断提升政治判断力,要不断提高对新时代党的思想理论的政治领悟力,要不断提高对党的路线方针政策贯彻落实的政治执行力,这是我们破解法治领域改革难题的关键。在法治中国建设的过程中,我们只有在党的集中统一领导下,牢记新时代中国共产党的使命任务,自信自立、守正创新、踔厉奋发、勇毅前行,才能充分发挥党协调各方力量资源的优势,才能集中力量办大事,才能攻坚克难,不断取得新的突破性进展,才能迎刃而解法治领域改革难题。要破解法治改革领域的难题,必须加强立法,立法必须科学,科学立法是解决一切难题的前提,严格执法是基础,公正司法是防线,全民守法是关键,四个方面紧密联系互为支撑。不断加强体制机制建设,要立足于制度完善,着眼于体制改革,致力于机制创新,要全面深化司法领域的改革,为推进党的领导制度化、法治化建设营造优质的法治环境。
党的领导是社会主义法治最根本的保证
法治与政治难舍难分,任何形式的法治都是以一定的政治理论、政治逻辑、政治立场为支撑的,任何时代的法治都会深深地打上那个时代的政治烙印,法治本身是一种具有鲜明时代色彩的政治形态。坚持党对全面依法治国的领导是确保我国法治坚持正确方向的前提。中共中央印发的《法治中国建设规划(2020-2025年)》提出:“健全党的全面领导制度。推进党的领导入法入规,着力实现党的领导制度化、法治化。”“入法”就是将党的领导这种制度形式以法律形式固定下来,上升到国家法律层面,让党的领导于法有据,通过法律明确党的领导地位,规范党的领导活动,有序推进党的领导法治化。“入规”就是加强党的制度建设,通过制度来保障党的领导地位,推进党的建设,强化党的职责,全面推进党的领导制度化。法律和制度是全面贯彻实施党的路线方针政策的双重保证,要进一步发挥人大主导立法的作用,突出政府在立法工作中的重要性,加快推进立法体制改革和立法机制创新,全面加强新时代的立法工作,特别加强重点领域立法,重视新兴领域立法,完善涉外领域立法,将新时代符合党的主张、人民意愿的新理念新思想,严格按照法定程序转化为国家意志,转化为全社会共同遵循的法治准则,始终将党的领导作为我国法治建设源源不断的力量源泉。
为了更好地保证党对法治中国建设的全面领导,必须全面贯彻落实好党的二十大报告精神,时刻牢记新时代新征程中国共产党的使命任务,进一步完善以宪法为核心的中国特色社会主义法律体系,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”。要进一步加强党对立法工作的领导,特别是立法机关要紧扣国家发展的实际,紧扣法治中国建设的需求,坚持质量与效率并重,使我国的立法更加科学、更加民主,全面提升依法立法水平,让立法真正能够反映党的意志和人民的心声。要深入开展法治宣传工作,让法治成为中华民族的一种崇高的信仰,永远根植于人民心中。党员领导干部在全面依法治国的过程中,要发挥好“关键少数”的作用,必须有清醒的政治自觉,不断运用法治思维方式,做好法治中国建设的模范。党要成为带头守法的领头雁,始终坚持在宪法法律范围内活动,坚决维护国家法治统一、尊严、权威,切实保证宪法法律有效实施。
[本文系2019年国家社科基金重点项目“我国人类遗传资源保护的立法机理与制度构建研究”(19AFX021)的阶段性成果。]
(文图:赵筱尘 巫邓炎)