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66购彩2023-01-31 16:05

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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

山西右玉县林业局:让塞上绿洲更秀美******

  山西右玉县林业局——

  让塞上绿洲更秀美(新时代新征程新伟业)

  本报记者 乔 栋

  冬月的头几天,地处山西省西北角的朔州市右玉县,迎来一场寒潮,最低气温降到零下25摄氏度。

  右玉县林业局办公室里,几名工作人员围在退化林改造图前讨论正酣,技术员赵守忠则趴在电脑前,给作业图斑逐个编号。

  经过70多年的绿色接力,人工造林近170万亩,治理沙化土地200多万亩,右玉从曾经风沙成患的不毛之地,变成如今林木绿化率达57%的塞上绿洲。

  “党的二十大报告提出‘坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理’。林业工作者重任在肩。”右玉县林业局局长刘占彪说,“目前右玉的宜林荒山已经基本绿化,我们将坚持系统观念,加强林业生态建设,全面提升生态服务功能,让塞上绿洲更秀美。”

  人防技防并举,更好守护森林

  “老孙,牛羊没有上山吧?”看到护林员孙志刚,右玉县林业局森林资源保护巡查队队长马有春远远打着招呼。“放心吧,围栏都好着呢!”孙志刚裹了裹棉服。每天,护林员们到了自己的“责任田”,就在手机应用上签到,随后将林区情况拍照上传。

  “这么大的林地面积,仅靠我们巡查队几个人巡护,难免出纰漏。”马有春介绍,近些年,右玉县相继选聘900多人组成护林员队伍,通过手机应用、摄像头覆盖,加大管理和巡查力度,牲畜毁林等情况大为减少。

  护林设施装备也有提升。走在山上,每隔一段距离便出现一所“小红房”,这是2021年以来建的,以便护林员遮风避雨。

  护林员驾驶的电动三轮车后备箱里,装着铁锹等。“现在,我们林业局不光有护林员和森林资源保护巡查队伍,还有一支森林公安队伍。”刘占彪说,这些年,右玉县推行了县乡村党政“一把手”负总责的林长制,并在林业局建立起3支成熟的护林队伍,形成了从线索发现到执法处置的护林流程。

  伴着车上喇叭“护林防火”的宣传声,马有春将车开上了五道岭。站在最高处,环顾四周,目及之处皆是樟子松与油松。这里也因此有了很动听的名字——松涛园。

  走进松涛园,见到很多沙棘树以及树上挂着的“小白房”,约足球般大小。往里一瞧,被粘住的黑色虫子动弹不得。“这是沙棘木蠹蛾。通过雌性气味诱捕的方式,降低了虫害。”正在林间收集虫害情况的森林病虫害防治股负责人郝志鹏告诉记者,近年来,在传统的人防基础上,右玉县林业局将技防应用提升,“我们根据虫害特点,综合运用生物防治、物理防治,将全县林业有害生物成灾率控制在千分之三以下。”

  坚持系统治理,绿化提质增效

  清晨,沿着已冻成冰河的苍头河行进,一会儿便进入湿地公园。即便是冬季,仍能清晰看出层次分明的林木:远处挺立着樟子松与油松,呈现大片墨绿色;中间的柠条与落叶松,枝杈伸向天空;近岸,枯灰的沙棘林里,一串串色彩饱满的黄色沙棘果,让人眼前一亮。

  这层次立体、搭配丰富的林木,令赵守忠颇感欣慰。“这块区域,山水林田湖草各种要素齐全。”他说,“在右玉育苗殊为不易。我们多年重点关注的是树能不能种下去、种下去能不能成活。因此很长一段时间,右玉的造林绿化处在‘上规模’阶段。”

  如今,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,右玉的绿化,已从以前的单一种树转向林业综合生态治理。在苍头河湿地恢复治理中,采用了乔灌草立体栽植模式,科学种植山桃、山杏、樟子松等10多个品种。

  同行的林业局工作人员杨峰华从手机里翻出两张对比图片:几年前,苍头河湿地公园植被稀疏、品种单一;现在,苍头河的夏天变得花红柳绿、五彩斑斓。“实践证明,这样搭配,不仅景观更加好看,涵养生态的效果也更显著,水质常年保持在Ⅲ类以上。”杨峰华说。

  现在的右玉林业人,更加注重对建成林的挖潜增效。“一是对五六十年前种下的以‘小老杨’为代表的退化林,逐步以樟子松、云杉等树种补植替代;二是对以柠条为代表的低效林,补种沙棘等经济林,完善种植结构。”赵守忠说。

  过右卫古城朝着东北方向驶去,很快便到了李达窑乡马头山脚下。眼前的一行行柠条地间,2022年新栽的沙棘苗并不显眼,却孕育着来年的希望。

  “老李,今年的柠条地都改造完了吗?”见到赵守忠,林地的主人李云生一点都不陌生。20年前他们因“绿”相识,那时的马头山还是流沙肆虐之地。

  李云生是右玉县的绿化名人。2002年,他从驾校校长岗位辞职,回到李达窑乡,投身这万亩荒山绿化。当年,赵守忠一次次爬上马头山,帮李云生作规划:“沟底种杏树,阴坡栽油松,梁上建个小苗圃,你这将来就是个‘绿色银行’。”如今,规划都已变成现实。

  与李云生并肩缓步上坡,赵守忠继续帮李云生作着规划:“低效林改造,就从你这儿开始,给大伙儿做个示范。”

  赵守忠介绍,按照规划,右玉县将于2023年完成低效林改造8000亩,未来5年计划改造12万亩低效林、退化林。

  补短板强弱项,壮大绿色产业

  “沙棘雄株不长果实,因此栽种时要牢记8∶1的雌雄配比,同时注意1米间距,方便日后管理……”这天,右玉县沙棘研究所所长曹满受县林业局委托,给两家沙棘造林专业合作社开展培训。

  沙棘种植在右玉历史悠久,在近几年的绿化造林中,沙棘成为主力树种,栽植面积已达28万亩。全县孵化出12家沙棘加工企业,形成亿元产业。同时,产业短板也开始突显:非标准化种植的沙棘林,雄株比例偏高,管护不及时,导致产果量少;沙棘企业加工方式较为粗放,产业附加值不高。

  为此,近两年,右玉县林业局不断推广沙棘标准化种植,同时协助对接县沙棘研究所、省农科院等科研院所,为企业沙棘产品多样化转型、营养成分检测等提供帮助。

  步入沙棘加工企业集中的梁威工业园区,许多果农开着农用车,满载着沙棘枝驶入各家工厂。在山西献果园生物科技股份有限公司,负责人翟慎霞介绍:“去年右玉县主办的右玉沙棘研讨会,为我们对接上下游市场开阔了思路。从今年开始,林业局还在苍头河两岸推广标准化栽种沙棘,以后的沙棘果原料就不愁了。”

  在刘占彪的办公桌上,一份《右玉县林草产业高质量发展规划》放在一摞材料的最上面。“党的二十大报告提出‘推动绿色发展,促进人与自然和谐共生’。”刘占彪说,“我们将坚持生态立县,大力推动苗圃种植、生态旅游等绿色产业发展,让绿色资产更多惠及群众。”

  从右卫古城东门直行2里地,来到右玉县国营苗圃。从这培育的优质苗木,不仅在右玉各地生根发芽,还销往内蒙古、河北等地,年销量30多万株。

  记者到达时,正好遇到李达窑乡的赵梓来找苗圃中心主任赵宝平。“樟子松苗这两年价格有点低,你了解市场,给我支支招,哪些树种现在更受欢迎?”赵梓开门见山。

  赵梓在李达窑乡牵头成立育苗合作社,建了占地150亩的自营苗圃,主要培育油松、樟子松和云杉。“我常来这里学习,了解最新育苗技术和市场动向。”赵梓说,这几年,光靠培育油松苗,社员年均收入超过2万元。在赵宝平等林业人的努力与带动下,右玉如今已是远近闻名的育苗基地,培育各种苗木5万多亩。

  “如今的右玉是天然‘碳库’。”刘占彪说,最近,右玉整合了40.49万亩的碳中和示范林,并积极推动第一笔“生态林折算成碳减排量”进行交易,“我们将继续积极探索林草生态产品价值实现路径,让老百姓分享更多的生态红利。”(人民日报)

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