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

【这些年 ，我们创造 的奇迹①】黄河“地上悬河”历史正在被改写******

　　【这些年，我们创造 的奇迹①】

黄河“地上悬河”历史正在被改写

21年调水调沙使下游主河槽下切3.1米

　　开栏 的话

　　这片厚积五千年文明 的丰饶大地，在新时代春风劲拂下，在14亿人勤勉孜矻耕耘下 ，会生长出怎样 的风景？

　　你瞧，一帧帧绮丽的画卷正在作答：那是“大国重器”、世纪工程 的惊天突破；那是荒漠披绿、珍禽重生的生态华章 ；那 是尖端科技、自主创新的民生福祉……每一项，都堪称踵事增华 的“中国奇迹” ；每一桩 ，都见证着这个时代 的磅礴伟力 ！

　　根之茂者其实遂 ，膏之沃者其光晔 。从这些蔚为大观的奇迹之中 ，我们看到 的 ， 是一个百年大党的宏图大志， 是全体华夏儿女的蹈厉奋发 。为传递这腔震天撼地 的力量 ，光明日报从即日起开设专栏《这些年 ，我们创造的奇迹》 。

　　让我们记载奇迹 、颂扬奇迹 、同心协力创造更多新奇迹 ！

　　光明日报北京12月28日电（记者马姗姗 、谢文 、邢宇皓）记者从水利部获悉，最新数据表明：调水调沙实施21年来，黄河下游主河槽平均下切已达3.1米 。也就是说，随着调水调沙持续实施，黄河“地上悬河” 的历史正在被改写 ！

　　黄河流经黄土高原。黄土高原土层深厚，土质疏松 ，地形破碎 ，夏秋暴雨集中，因而 ，黄河成为世界上含沙量最大的河流。“黄河斗水，泥居其七”，泥沙淤积使下游河床不断抬升。为了束缚河道 ，人们只好不断加高堤防，黄河成为“地上悬河” ，两岸人民头顶犹如放置了一个硕大的水盆。

　　解决黄河淤积， 是中华民族千年夙愿，也 是世界级难题 。新中国成立后 ，水利专家们殚精竭虑孜矻探索 ，终于在20世纪80年代找到了妙方——修建系列大型水库进行调水调沙 。“调水调沙 ，就是通过‘人造洪水’ ，形成连续的泄流冲力 ，把淤积在河道及水库中的泥沙尽可能多地送入大海。”水利部黄河水利委员会水旱灾害防御局方案技术处处长任伟说，“科学家经过大量分析研究和300多场实体模型实验 ，证实了这项技术 的可行性。而成功 的关键 ，是2001年年底小浪底水库建成运行。”

　　小浪底水库位于黄河干流最后一个峡谷 的出口处，控制着黄河流域91% 的径流和几乎全部泥沙。2002年，小浪底水库启动首次调水调沙试验，其后，逐渐形成多水库联合调度模式——先是小浪底水库泄放蓄水 ，冲刷下游河道、腾出库容 ；然后 ，万家寨 、三门峡等水库依次泄水 ，接力冲刷小浪底库区泥沙……

　　“当河道中 的挟沙水流与库区清水相遇 ，由于前者 的密度更大 ，挟沙水流会潜入清水底部继续向前流动，形成‘异重流’，最后从坝底排沙出库 。”黄河水利委员会河南水文水资源局研究室主任李圣山解释。仅2022年 ，采用多水库联合调度模式 ，黄河在汛前和汛期就实现了两次调水调沙 ，小浪底水库共排沙1.566亿吨，输沙入海0.714亿吨。目前，黄河上中游正在加快古贤 、黑山峡等水利枢纽工程建设前期工作 ，以持续提升水沙调控整体合力 。

　　21年来，调水调沙使黄河下游河道主槽不断刷深，河道主槽最小过流能力由2002年每秒1800立方米提高到目前每秒5000立方米左右 。“这是一个了不起的成就 。水畅其流 、排沙入海，彻底让‘河淤堤高，人沙赛跑’ 的千年险局成为过去 ！”李圣山的话里透着自豪。

　　据悉 ：因为解决了旷世难题，“黄河调水调沙理论与实践”技术获国家科技进步一等奖 ，黄河水利委员会也因此获国际水利行业最具影响力的“李光耀水源荣誉大奖”。

　　《光明日报》（ 2022年12月29日 01版）