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
N95口罩价格“跳水” 有商家回应称按市场波动定价******
N95口罩价格大跳水 一天降价3次 有商家回应称按市场波动定价
近日,有网友反映,此前买的N95口罩价格在自己收到货时已经下降。北京青年报记者调查发现,同品牌N95口罩的价格随着疫情形势的变化,在2022年12月经历先涨后跌,价格高的时候一只单价超过4元,目前大多数N95口罩单价不超过2元。价格下跌时,有的N95口罩甚至是按半价降价,有的一天之内降价3次。对于N95口罩价格波动的情况,1月16日,多名商家对北青报记者表示,目前价格下调是因为店里做活动,所以有优惠价格。有商家表示,口罩价格都是按市场波动来定的。目前,针对N95口罩的价格波动,多数商家提供7天或15天的保价服务。
网购N95一只单价2.5元
三天后收到货降至1.7元
近日,多地陆续宣布,新冠感染的高峰期已经过去。对此有网友表示:“没错,此前购买的N95口罩价格已经大幅下降。”有网友开玩笑说:“2022买的最亏的就是N95口罩,我买的时候330元一盒,现在同样的口罩只用60元。”也有人说:“阳了第二天在大药房蹲点买一盒,一只N95是4.5元,一盒50只。”还有网友说:“6元一个的N95口罩囤300个,那时要用没办法。”对此,有人在收到货时发现口罩已降价,拒收后重新下单,有人在发现降价后申请退差价。
王欣欣(化名)在网上发帖称,她1月2日购买某知名医疗用品品牌的N95口罩,3盒90只一共花224元,平均一只约2.5元。结果1月5日她收到货就发现该款口罩降价,3盒90只口罩206.1元,还送30只,平均一只1.7元。在其跟卖家反映这一降价情况后,“卖家给我补18元的差价”。但之后,王欣欣又发现,该款N95口罩再次降价,降价后平均一只约1.5元,“181元90只,还送30只,相当于181元120只。”
当王欣欣找客服第二次申请退差价时,客服回应,已经过7天保价期,没有差价可退。随后,王欣欣在自己帖子的评论区表示,在她第二次申请退差价后,卖家又连夜涨价25元。
有网友买N95口罩
发现一天降价3次
北青报记者注意到,N95口罩早在元旦前就开始降价,有网友在2022年12月25日晒购物车称,才买没几天的N95口罩已经降价,某品牌口罩50只装的价格为218元,平均约4.36元一只,距离其加入购物车已经降价57元,平均一只降价超过1元。在其评论区,有网友在2022年12月31日留言,她买同品牌的N95口罩,“买的时候是100个331元,现在110个降到100多元。”
1月16日,北青报记者搜索发现,在电商平台,上述品牌口罩不同卖家有不同售价,A商家该款口罩的折后价格是一盒25只39.62元(折前价格61.9元),四盒100只147.38元,平均一只约1.5元左右;B商家该款口罩一盒卖到122.8元,四盒100只426元。但后者没有任何买家评价,前者有3万多条买家评价。
在A商家该款N95口罩的评论区,有买家称,该款口罩一天曾经一天降价3次。据该买家晒出的订单截图显示,其在2022年12月26日下单,一盒25只价格102.51元,12月30日上午发现该款口罩一盒的价格已降至81.6元,后来发现这个价格再次降为61.9元(实付47.4元),当天下午发现第三次降价时,一盒的售价是58.8元。
在此条评论的留言区,不少买过该款口罩的买家都反馈降价的情况,有人称其刚收到货就发现口罩降价一半;有人表示,其在2022年12月29日买100只花377.54元,1月2日收到货,但1月8日就发现100只口罩售价已降至174.73元,差价有202.81元;还有人表示其在11月份下单时,200个口罩151.9元,但因疫情无法发货,到12月份就发现200个口罩的价格已经涨至830多元,价格涨几倍。
价格一个月内先涨后跌
商家称按市场波动定价
1月16日,北青报记者搜索发现,王欣欣买的口罩目前显示120只折后价为206.1元。对于该款N95口罩的价格波动,该店铺客服1月16日称,口罩降价是因为店铺做活动调整后的价格,客服也不知道后续价格是否还会下降,但店铺提供15天保价服务,从下单日开始算,只能申请一次退差价。
对于N95口罩价格波动的情况,A商家客服表示,在店铺付款后7天内产生的降价,支持退差价,但年货节、双十二、双十一等大型活动不支持保价服务。
北青报记者搜索发现,目前在电商平台上,N95口罩的价格单价基本上在1元多,少有单只价格超过2元的。对于N95口罩随着12月份的疫情形势变化价格先涨后跌的情况,有商家表示,口罩的价格都是按市场波动来定的,有多名卖家表示,目前的口罩价格确实下调,但这是因为店铺做活动,所以有优惠。对于N95口罩近期降价的情况,多数商家提供7天或15天的保价服务,从收到货或下单日开始算时间,但退差价只能申请一次。
文/本报记者 戴幼卿 实习生 师洁
(文图:赵筱尘 巫邓炎)