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
东西问|陈江洪:法国邮票如何体现中国传统生肖艺术?******
中新社巴黎1月29日电 题:法国邮票如何体现中国传统生肖艺术?
——专访知名法籍华裔画家陈江洪
中新社记者 李洋
2023年1月,法国发行由知名法籍华裔画家陈江洪设计的兔年生肖邮票,受到各界关注,很多民众在首发日当天在巴黎排队购买这套法国生肖邮票。中国驻法国大使卢沙野和法国邮政总裁菲利普·瓦尔出席邮票发行仪式,就法国兔年生肖邮票的成功设计和发行向陈江洪表示祝贺。法国生肖邮票缘何受到如此高的关注?法国邮票如何体现中国传统生肖艺术?近日,陈江洪就此接受中新社“东西问”独家专访。
法国邮政在巴黎举行兔年生肖邮票发行仪式,迎接中国农历新年。陈江洪为现场的法国民众签名留念。李洋 摄现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:请您谈谈法国兔年生肖邮票的设计思路。您设计兔年邮票用了多长时间?它与您设计的其他年份生肖邮票相比有何新特点?
陈江洪:法国兔年生肖邮票,对我本人来说有特殊意义,因为兔年是我的本命年,所以我对兔年邮票情有独钟。2022年夏天,我就开始构思兔年生肖邮票,想更好地表现十二生肖中兔子的特有属性,如温顺善良、聪明智慧、生机勃勃等。我设计这套兔年邮票大约用了两三个月时间。
我从2019年开始为法国邮政设计生肖邮票,争取每年的生肖邮票都能体现一个concept(概念)。由于每年的法国生肖邮票版式是固定的,都采用两枚邮票和两枚竖版小全张的形式,所以从艺术整体性来讲需要统一的风格。我一般采用中国传统国画的技法,但仍然希望每年的生肖邮票有不同的设计变化,从邮票用色到画面情节能体现不同的故事性和趣味性。
陈江洪在兔年生肖邮票发行仪式上展示邮票设计原图稿。李洋 摄具体到兔年生肖邮票,两枚邮票小全张边纸上的兔子互相遥望,设计对称;其中1.16欧元邮票适用于法国邮资,1.85欧元邮票适用于国际邮资,方便使用者寄信到世界不同地方。我用玉兰花作为邮票小全张的背景,象征春节节庆的吉祥美好。值得一提的是,我还设计了法国兔年生肖邮票的官方出世纸,上面除了印有邮票印样和技术资料,背景中还设计了嫦娥与玉兔,从而更直观地体现兔子在中国传统文化中的形象。
春节是中国最重要的传统节庆节日,我每年设计生肖邮票都很细致用心,希望自己的作品能给大家带来对春节节庆幸福平安的向往。
陈江洪展示兔年生肖邮票。李洋 摄中新社记者:能否向大家介绍一下法国生肖邮票的印制过程?生肖邮票是否能融入法国邮票的总体设计风格?
陈江洪:我不仅设计生肖邮票,也协助监督邮票的印制过程。法国邮政的邮票印制严谨认真,包括邮票的打孔、套色印刷等技术流程都比较严格。印刷前,我要将邮票印样与我设计的原版图稿核对,查看邮票的工艺水平,如套色印制是否准确等。我绘制的生肖邮票原图稿非常细腻,层次感很强。而印刷出来的最终邮票成品距离原图稿多少有一些不同,但整体仍是过关的。兔年生肖邮票中我设计了金黄色月亮背景,原本希望能使用金粉印制,以便更好体现月亮的质感,但因印刷工艺太复杂而不得不作罢。2024年将迎来龙年,届时法国举办巴黎奥运会,我期待能设计和印制出不同凡响的法国龙年生肖邮票。
2024年巴黎奥运会官方特许商品旗舰店外景。李洋 摄我在法国生活很多年,法国文化自然会成为我的邮票设计元素,让生肖邮票融入一些法国艺术风格,展现一些“中西合璧”的艺术特色。例如此次兔年生肖邮票的设计,我受法式甜点拉杜丽(Ladurée)启发,使用了该甜点的颜色。相信法国民众能接受和喜爱我设计的生肖邮票。法国邮政对生肖邮票的设计也给予积极评价,基本上会采纳我就生肖邮票设计和印制提出的各种建议,希望我能够自由发挥,努力配合我的艺术创作。
中新社记者:在您看来,法国发行生肖邮票对中法文化交流有何种意义?
陈江洪:文化和艺术没有国界,人类情感都是相通的。中国生肖艺术与法国邮票相结合,无疑有助于中法文化交流。在我看来,法国邮政方面很重视对中国文化的推广,而农历新年生肖艺术体现了中国传统文化的特色,法国邮政希望通过生肖邮票让法国民众增进对中华传统文化的了解,近年来也都举行生肖邮票发行仪式。前两年虽然有疫情,但法国民众参与生肖邮票发行活动仍然很踊跃。现在前来参加发行活动的人更多了,这肯定将进一步增进中法两国之间民心相通。
法国的中文爱好者在“2022巴黎•国际中文日”活动现场用中文表演中国传统曲艺节目。李洋 摄中新社记者:法国邮政应该希望您设计完整的十二生肖邮票,您是否已对未来几套邮票设计有了初步的艺术构思?是否计划对十二生肖邮票有完整统一的设计风格?
陈江洪:法国邮政方面确实有此希望。我当然也希望能设计出完整的十二生肖邮票,而且在设计中考虑到完整性,每套邮票都能体现相应生肖的特色。从邮票观赏和收藏角度来讲,这十二套邮票需要有完整统一的设计风格,以便形成一个完整的“系列”,例如每年的生肖邮票都会印有中文的“中国新年”和对应属相的中文。
陈江洪展示虎年生肖邮票。李洋 摄我设计的第一套法国生肖邮票是2019年的猪年邮票,当时没有参与这套邮票的版式设计,因此这套邮票与我设计的其他年份邮票在版式上有所差别,猪年邮票上印制的中文“中国新年”字样没有使用红色春联的设计,而其他年份生肖邮票全都使用了红色春联的设计。红色春联具有浓郁的春节节庆氛围,能更好体现生肖邮票的主题。我可能会再重新设计一套猪年邮票,将红色春联背景设计加入,这样整个生肖邮票的风格就统一了。猪年在十二生肖中排在最末尾,猪年邮票恰好也应是十二生肖邮票的最后一套。
由陈江洪设计的部分法国生肖邮票小全张。李洋 摄中新社记者:我注意到您对家乡天津有特别的感情,这种对故土眷恋的情怀是否也融入到您的邮票设计中?除了邮票设计,您还有哪些设计计划,继续推进中法文化交流互鉴?
陈江洪:天津是我的出生地,我很怀念。每年设计生肖邮票时,我都会想起小时候在天津过年的情景:鞭炮齐鸣,满街春联,喜气洋洋,一派温馨热闹的景象;一家人团聚在一起,做一桌好吃的饭菜。那时候每过一年,就非常期盼着春节这一天早点到来。
在我设计生肖邮票的时候,仿佛儿时记忆中的那些生肖故事又都回到眼前。我的生肖邮票设计采用了半写意半工笔的国画技法,天津充满年味的杨柳青年画对我的绘画风格也是有影响的。
市民参观“杨柳青青话年画”展。张云 摄近年我一直在法国做艺术展览,也制作各种图画绘本,其中一些也已在中国国内出版。我还在尝试不同的艺术形式,如参与根据我的绘本改编的舞台剧,在剧中现场作画,借此表现我的童年故事。我希望通过这些努力,促进中法文化交流特别是绘画领域的交流。(完)
受访者简介:
陈江洪,知名法籍华裔画家,毕业于中央美术学院,1988年入读法国巴黎美院,此后长期在法国工作和生活。他的代表作包括国画作品《钟馗》《幼鹰》《虎王子》等。部分获奖美术作品已经在多个国家出版发行。他的最新传统国画系列绘本《赶集》等作品集也在中国国内陆续出版。自2019年起,他为法国邮政设计生肖邮票,至今已有5个年头。
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