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
有聊丨邓超、俞白眉:在中国拍体育电影,绕不开乒乓球******
中新网北京1月24日电(记者 王诗尧)“在中国拍体育电影,最重要的两个题材:一个是女排,已经拍过了,再来就是国球——‘乒乓球’。”
采访间里,导演邓超、俞白眉讲述着拍摄电影《中国乒乓之绝地反击》的初衷。他们的目光里,流露出坚定、信心与期待。这部筹备多时的呕心沥血之作,历经波折后终于在大年初三(1月24日)与观众见面。
两个不被看好的体育迷
策划的一场电影反击
邓超、俞白眉,他们二人身兼数职,是著名导演、编剧、演员,其实他们还有一个身份——“体育迷”。
“我们俩在一起好像除了电影聊的最多的就是体育。我们一起打篮球,一起看各种各样的比赛。”这两个体育迷碰在了一起,想的就是“有生之年,我们一定会拍一部体育电影”。
俞白眉与乒乓球结缘,还要从他的父亲说起。“我爸是个超级乒乓球迷,之前还拿过我们陕西省西安市长安县的男子双打冠军。所以他现在都快80了,但是不管到哪儿都带上乒乓球拍每天打两小时。我肯定也受他的影响,因此对乒乓球比较了解。”
而另一个重要的机缘,则是2017年在中国上映的印度电影《摔跤吧!爸爸》。据俞白眉透露,主演阿米尔·汗在电影开拍前曾与他见过面,当时他惊讶于阿米尔·汗胖了非常多,那时他便得知了《摔跤吧!爸爸》即将开拍的消息。
过了1、2年之后,《摔跤吧!爸爸》来到中国宣传,俞白眉又去支持捧场。那时候阿米尔·汗已经瘦了回去,而他在电影里面的精彩表演同样带给俞白眉很大的震撼。“我看到电影非常喜欢,喜欢的同时心里又想的是,什么时候我们可以拍出这么好看的体育电影?”
正巧这时,拒绝过多次的《中国乒乓之绝地反击》项目组又发来邀请。俞白眉思前想后还是决定给父亲打了个电话,他简单说明情况后,只听父亲回了一句“真的”?
这一句饱含期待的“真的”,让俞白眉接收到父亲的暗示,也坚定了自己拍摄的决心。
导演俞白眉。受访者供图电影《中国乒乓之绝地反击》海报上有一句标语:献给每一个不被看好的人。这既是上个世纪九十年代初,国乒男队所处的状态,同时也与邓超、俞白眉的心境契合。
“邓超是不是有把柄在俞白眉手上?”
“俞白眉一定给邓超挡过枪,不然俩人为啥总在一起合作?”
“邓超+俞白眉,这个组合你懂的……”
这些网上的质疑、观众的批评,邓超其实都默默地记在心里。“我们就是一群不被看好的人,然后自己战胜困难,相信自己可以绝地反击。”
击碎质疑最好的办法,不是无视其存在,而是直面曾经的失败,用作品完成一记漂亮的反击。邓超说,5年来《中国乒乓之绝地反击》从孵化再到拍摄,现在终于可以推向观众,整个项目也是一个治愈的过程。
至于治愈的结果如何,或许要等到“反击战”的战果揭晓的那一刻才有定论,让我们拭目以待!
电影《中国乒乓之绝地反击》海报。片方供图从乒乓小白到队内天花板
邓超的秘密武器是“它”
“每个中国人都觉得自己会打乒乓球!”这个技能仿佛是中国人天生自带的体育buff(电子游戏术语,指有魔法的效果)。虽然自称是“乒乓小白”,但是如果不严格来算,邓超也是个拥有几十年“球龄”的“老手”。
“我是1979年生人,我们小时候不管乒乓球打得好不好,绝对都抢过水泥台,而且还永远抢不到!你去到那就已经有一帮人在那儿围着,后来只能想方设法地直接在水泥地上拿砖划个线,也用课桌组合过球台。”邓超回忆道,“那个时代对乒乓球太疯狂了!”
可惜儿时的运动爱好并没有坚持下来,直到开始准备电影《中国乒乓之绝地反击》,邓超才又捡起了这项时间久远的技能。
导演、演员邓超。受访者供图专业的教练、密集的训练,面前不再是童年的水泥台,而是崭新的球台。这一次,邓超要用一万次的挥拍训练,换取一个不让观众出戏的职业演出。
电影中邓超饰演的是从海外归国的教练戴敏佳,在国乒男队陷入低谷时,他勇敢站出来放出豪言壮语,势必要让中国男乒再度崛起。
身为一名教练,还是带伤之身,电影中让邓超施展乒乓球技的画面并没有太多。但是他依旧为了这个角色苦练8个多月,并且改用左手打球又让技术难度翻了一番。
不只是邓超,其他演员也都一头扎进乒乓球训练中,整个剧组还每天举办内部循环联赛。说到这里,俞白眉忍不住插入谈话爆了个料:“我揭发一下,邓超为了赢球,不仅仗着自己得天独厚是导演,就找了几个最厉害的教练给他开小灶,还直接上装备!”
邓超饰演主教练。片方供图原来邓超的角色不打长胶,但他为了赢别人,就偷偷换上了被俞白眉称为“屠龙刀”级别的装备——新长胶。
原本邓超作为导演,训练的时间远不及其他人。“那些演运动员的演员们,拍完自己的戏就会直接去练球了,所以有一段时间他们的水平突飞猛进,这时邓超确实感觉天花板有点压不住了,他就换成了长胶。”俞白眉生动地描述着当时的场景。
“3天后,那些最爱比赛的演员们,全部被他‘干’掉了。”导演是开心了,演员急了!段博文特意去找到邓超控诉:“导演你不能这样,我们每天练球是为了更积极地演好角色,你换个拍子每天过来把我们蹂躏一遍,这让我们心情很差,更觉得演不好这个角色了!”
剧组人员全国巡回踢馆
打败美国现役TOP5选手
后来,渐渐不满足于内部比赛的剧组人员,开启了城市踢馆模式。剧组每到一个新的城市,就开始搜索附近的球馆,四处打听潜伏在民间的乒乓高手。赶上哪天正好没戏,几个人一约就开始下战帖踢馆,直奔球馆要求挑战他们最厉害的教练。“我们当时在厦门,几乎把那些球馆都踢烂了!”俞白眉说。
如今,这群走出剧组的演员们已经开始向社区进攻,纷纷到各个小区报名打比赛。今天你在回龙观挥拍征战,明天他去望京单挑大爷。
演员训练。片方供图到了最近的宣传期,大家又聚到一起奔赴全国跑宣传。当时剧组里的18名教练遍布全国,那些拍戏时“约战”的乒乓高手们最后也都成为了朋友,因此这次宣传期大家依旧是走到哪里,约到哪里,“打”到哪里。
这么“牛”的剧组,实力到底有多强?据一名曾经入选过国家集训队的剧组教练说:“如果我们组个队参加欧洲联赛,也能打到8强吧。”
这句话里面,其实还有一段可以佐证实力的故事。电影里的比利时队有一名队员,是由美国现役国家队选手Tom饰演,他也是美国乒乓球排名前5的高手。Tom不仅能说上一口中国话,很多技术也是在中国练出来的。
有一天,俞白眉突发奇想正好看到一名乒乓指导在旁边,就组了个局,想看看他和美国现役球员的实力差距。
上场前,这名30多岁、早已转行做金融的乒乓指导偷偷对俞白眉说:“你这是让我欺负人啊!”事实证明这不是一句“狂言”,美国现役球员、不到20岁的Tom最终吃了败局。
第二天,听到风声的其他人蜂拥而至都来找Tom,每个人的台词也异常统一,“我是组里的,我也不是职业运动员,不太会玩,我们能比一局切磋一下吗?”
就这样,连输四局后Tom也急了,“早知道,我也说我不会玩”!
电影《中国乒乓之绝地反击》海报。片方供图这段亲身经历带给俞白眉很大冲击,他说不拍这部电影真不知道,原来中国乒乓球水平这么厉害。一个一辈子没有打过职业的业余乒乓球高手,具备的是可以战胜美国现役Top5选手的实力。
那么和他同等水平的人在全中国有多少?这名乒乓指导说,算上省队、国家队,每个省市差不多几十个人,全国就能有上千人。
“中国有上千人可以赢美国排名前几的高手,这是从我们电影的角度,观察到的一个非常令人惊讶的事情。”俞白眉感叹道。
或许这就是乒乓球为什么又叫国球的原因。电影的最后有一句台词“中国人肯定是最勤奋的”,这里用“肯定”才更能表达出创作者想传递的情绪。正是一代代勤奋的中国人,用努力的汗水、坚定的意志铸成了“中国乒乓”这四个字。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |