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
多地发放数万元育儿补贴:能否释放生育潜能,除了发钱还应做什么******
又一地方政府用“真金白银”激发生育潜能。1月11日,据深圳市卫生健康委官网消息,近日,深圳市卫健委就《深圳市育儿补贴管理办法》(《管理办法》)公开征求意见。
《管理办法》初步拟定深圳市育儿补贴标准:生育第一个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴3000元,另外每年发放1500元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴7500元,平均每年可领取2500元;生育第二个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴5000元,另外每年发放2000元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴11000元,平均每年可领取3667元;生育第三个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴10000元,另外每年发放3000元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴19000元,平均每年可领取6333元。
深圳市卫健委指出,适时建立育儿补贴制度,按照递进式差异化发放育儿补贴,能够有效提振市民生育子女特别是生育二孩、三孩的意愿,进一步释放市民生育潜能,减缓人口老龄化进程,延长人口红利窗口期,让人口红利长期成为经济增长的强大助推器。
澎湃新闻梳理发现,自2021年以来,从省级到市县,目前已有多地探索育儿补贴制度,比较而言,市县的政策措施更细化。从措施内容来看,以现金补贴为主,部分地方还提出了住房等方面的倾斜政策。
多地探索育儿补贴制度,以现金补贴为主
2021年7月,《中共中央、国务院关于优化生育政策促进人口长期均衡发展的决定》印发,明确指出,当前,进一步适应人口形势新变化和推动高质量发展新要求,实施三孩生育政策及配套支持措施,具有重大意义。
同月,全国优化生育政策电视电话会议召开,强调切实提高优生优育服务水平,加快普惠托育服务体系建设,促进相关经济社会政策与生育政策配套衔接,减轻群众生育、养育、教育负担。
这场会议召开次日,四川攀枝花即宣布率先发放育儿补贴金,对2021年6月12日及以后,按政策生育第二个及以上孩子的攀枝花户籍家庭,每月每孩发放500元育儿补贴金,直至孩子3岁。
后来,更多地方陆续开始探索育儿补贴制度。
省级层面上,《广东省公共服务“十四五”规划》提出,探索对生养子女给予普惠性经济补助;浙江规定县(市、区)人民政府可以根据当地实际,对三周岁以下的婴幼儿家庭给予育儿津贴、托育费用补助;北京明确逐步建立完善家庭养育补贴制度。
此外,湖南、吉林、黑龙江、云南、福建等地均提出通过补贴制度鼓励生育,黑龙江还要求适当向边境地区、革命老区倾斜。
相较于省级层面的要求,一些地级市及区县则出台了更加细化的措施。除较早探索育儿补贴制度的攀枝花市外,陕西省汉中市对夫妻双方以及生育子女的户籍均在该市,符合政策生育第二个子女和第三个子女的家庭,由子女户籍所在地县区分别发放一次性生育补贴2000元和1万元;湖北省安陆市对本市户籍人口2021年5月31日后按政策生育二孩、三孩的夫妻,每月补贴200元、400元,直至幼儿年满3周岁。
值得注意的是,在现金补贴之上,一些地方叠加探索住房等方面倾斜政策。如,北京市明确,未成年子女数量较多的家庭申请公共租赁住房的,可以纳入优先配租范围,并在户型选择等方面予以适当照顾;湖南长沙则对依法生育两个及以上子女的本地户籍家庭,增加1套购房指标,根据家庭未成年子女数量在户型选择等方面给予适当照顾;甘肃省张掖市临泽县规定,生育二孩、三孩的临泽户籍常住家庭,在县城区购买商品房时给予4万元的政府补助,在各中心集镇等集中居住区购买商品房时给予3万元的政府补助。
还有一些保障措施包括,江苏省明确企业在女职工产假期间支付的社会保险费用,生育二孩的给予50%的补贴,生育三孩的给予80%的补贴;甘肃省张掖市临泽县规定,在该县辖区内公办幼儿园就读的户籍常住家庭,二孩每生每学年给予1000元的资助,三孩每生每学年给予2000元的资助;安徽省规定,公民接受绝育手术后要求再生育的,其恢复生育手术的费用由受术者所在单位或者乡(镇)人民政府、街道办事处给予补助。
复旦大学人口研究所教授任远表示,育儿补贴,实际上是一种以经济支持为内容的生育支持政策,“支持生育的政策,包括三种主要类型,第一种是经济支持,第二种是劳务支持,比如托育托幼机构的建设,第三种是时间支持,比如育儿假、产假等。”
任远同时指出,育儿补贴在不同地区的效果可能不一样,“在经济发达地区,育儿补贴的作用其实是有限的,因为在这些城市中的生育成本、儿童养育、儿童教育的成本都非常高,以及母亲生育的机会成本也非常高,育儿补贴对于生育行为的激励作用不会很高。但是在一些农村地区和中西部地区,生活成本比较低,生育和养育的成本也相对较低,同样的育儿补贴,对于提高生育率的效果可能会更为明显。”
对此,任远建议,需要结合不同地区人们的具体生育需求,根据人们在生育过程中面临的工作-生活、养育、教育等具体困难,来提供相适应的生育支持政策。比如,一些发达城市中,家庭生育碰到的主要困难可能主要是来自工作和家庭的冲突,女性的职场压力会降低其生育意愿,此外,家庭的小型化使家庭内部育儿有一定困难,因此,对这些地区,可能最主要的生育支持政策要放在托育托幼政策的支持上,以及发挥企业对于工作和家庭平衡的支持作用也很重要。
生育意愿尚未得到满足
深圳市卫健委在此次《深圳市育儿补贴管理办法》的起草说明中指出,近年来,我国人口增速持续放缓,结婚率逐年下降,又加上新冠肺炎疫情的影响,生育水平持续走低,人口形势面临重大挑战。
据国家统计局发布,2020年,我国育龄妇女总和生育率为1.3,已经处于较低生育水平。2021年,我国出生人口仅为1062万,妇女总和生育率降至1.15,低于发达国家的平均生育水平,与国家人口发展规划(2016-2030年)提出的稳定在1.8左右的生育水平相去甚远。
在各地陆续探索育儿补贴制度后,公众更关注“真银白银”补贴后的效果。
其实,少子老龄化的问题在日本、韩国也已存在多年,且两个国家都进行了一定育儿补贴政策。
澎湃新闻近日报道,2022年年末,韩国总统直属低生育及老龄社会委员会公布《人口结构变化应对方案》,将增加育儿假和津贴,并将修改法令使非婚生子女在制度方面不再受到歧视,还将促进移民、外国人和老年人的就业。日本政府则计划从74岁以下人群的医疗保险费用中抽取资金,从今年起将一次性生育补贴提高到50万日元(约合人民币25940元),较去年增加8万日元。
“日本、韩国生育率的下降,比中国要早,同时中日韩三国在文化上有相似的地方,所以日韩在低生育率背景下提供的生育支持政策,对我国的生育服务和支持政策制定有较大启发。”任远说,从已有的文献看,日本和韩国的生育津贴政策实际效果并不理想,特别是韩国,“这也反映出生育补贴政策,对于城市化程度较高的地区和经济高度发展地区人们生育意愿的支持作用有限。”
任远指出,采取一系列的生育配套服务和支持政策,使一些希望生育但是生育意愿并未满足的人群得到服务和支持,还是可以提高生育水平的,“比如我国的生育意愿现在是1.6到1.9,但是实际生育水平只有1.3,意味着只要通过生育服务和支持,使人们的生育意愿得到更好的满足,我们的生育水平是能够提高的。”同时,任远提出,在更深层次来看,在现代社会的生育文化中,生育的价值本身在逐步减弱,物质主义和个人主义在发展,未来发展的不确定性在提高,人们的生育动机在减弱。如果人们本身并不想生育,通过各种生育支持政策来提高生育水平的效果是有限的。因此,对于国家生育政策来说,还需要在生育文化建设上做一些改变,“在计划生育时代,形成了‘只生一个’的生育文化,独生子女一代人认为,生一个孩子是家庭生活的基本形态。在低生育率背景下,这种生育文化需要改变。孩子的经济价值随着社会保障体系的发展逐步减弱,我们需要在文化上强调孩子的情感价值、强调孩子作为生命的价值,强调生育和抚育孩子的成长对自身人生成长的价值,通过这种观念上的重新塑造,使人们觉得生育是有意义的,才能提高人们的生育动机,再加上持续的经济发展和社会福利的改善,才能从根本上使生育动机和生育意愿得到提高。”