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

弘扬科学家精神：涵养优良学风 勇攀科研高峰******

　　涵养优良学风 勇攀科研高峰(讲述·弘扬科学家精神(特别策划))

　　路虽远，行则将至；事虽难，做则必成。

　　过去一年，在科技强国一线，涌现出很多战略科学家、一流科技领军人才、青年科技人才、卓越工程师，他们用专注和专业突破一道道世界难题，在奋力攻关中，弘扬科学家精神，培育创新文化，涵养优良学风。

　　自2021年底开栏以来，本报“讲述·弘扬科学家精神”栏目累计刊发40期报道，报道了一大批来自各行各业的科学家。春节前夕，本报记者回访曾经报道过的部分科学家，倾听他们心怀家国、求实创新、协力攻关、默默奉献的动人故事，感悟他们身上爱国、创新、求实、奉献、协同、育人的科学家精神。

　　——编 者

　　爱 国

　　国家海洋监测设备工程技术研究中心主任王军成

　　坚持做国家需要的事情

　　本报记者 李 蕊

　　距离第一次见到国家海洋监测设备工程技术研究中心主任王军成教授，已过去一年时间。可初见时的情景，依然历历在目：王军成两鬓已是斑白，身着一件陈旧的深灰色大褂，手中握笔，伏案修改着学术论文，听到记者的声音，他抬起头来，露出和蔼可亲的笑容。

　　四十余载，从青丝到白发，王军成持续在海洋监测领域耕耘。浮标是海洋环境探测、监测的基础装备，在上世纪80年代以前，我国的国产浮标装备和相关技术应用几乎空白，而国际上已经建立了业务化的浮标监测网。王军成带领团队走遍沿海，每天向国家海洋局和中国气象局提供约3万组气象水文数据，为我国发展海洋事业提供了技术支撑。

　　“我这辈子，人在陆上，根在海里。”这是王军成常说的一句话。从事海洋浮标研究异常艰苦，甚至充满危险。有一次，王军成与团队成员乘船去检修浮标，那天风大，海浪高达2米，他一边修一边吐；那次作业，船与浮标发生了猛烈碰撞，危急时刻，他只能系上绳子、套上救生圈逃生。

　　再次提起这些经历，王军成仍心有余悸。环境异常艰苦，但王军成依然笃行不怠。“必须加快新型智能海洋浮标研发，让新一代浮标充满‘智慧’。”采访时，谈及下一步工作，王军成兴奋不已，他的眼里闪着光彩，那是他对海洋事业发自内心的热爱。

　　过去一年，王军成依然忙碌，带领团队日夜攻关，开展自主可控的浮标智能化前沿技术研究。新年伊始，马不停蹄，他们正忙于重点攻克浮标智能化研究的一些关键技术，推动实现我国海洋监测浮标网从“自动化”向“智能化”的升级换代。

　　记得上次采访时，先生指着窗外的一座山说，平日里，他总会抽出时间去爬山。“科学事业就像攀登，有陡如峭壁的山坡，甚至充满危险，唯有坚持下来，才能‘一览众山小’。”

　　建功海洋，矢志报国，几十载如一日，初心始终不改，坚持做国家需要的事情，这种精神令人肃然起敬。他希望这种精神在有志青年中得以传承，化为理想信念的火种，最终汇聚成献身海洋事业、报效祖国的磅礴力量。

　　创 新

　　河南大学纳米材料工程研究中心总工程师张治军

　　下好创新这步先手棋

　　本报记者 王 者

　　再次来到河南大学纳米材料工程研究中心中试基地，总工程师张治军依旧在忙碌，在初级放大实验平台，他正紧张地调整各项参数。谈及过去一年，张治军直言“收获满满”。“党的二十大报告提出：完善科技创新体系。从事纳米材料的研究更是要坚定不移地进行创新。”临近春节，张治军仍每日工作繁忙。

　　2022年下半年，张治军独辟蹊径，从橡胶材料生产最初始的工序入手，把纳米材料与传统橡胶材料工艺相结合，对橡胶材料生产进行了大胆尝试。在中试基地，一条可实现从特种纳米二氧化硅到复合橡胶连续化生产的湿法混炼胶示范性生产线已建成并投入使用。

　　为了验证示范生产线的效能，张治军不辞辛苦，多次赴外地进行考察和现场实验。去年9月底，他带领10名由教师、硕士研究生和技术工人组成的科研团队，携带30余吨设备和实验材料，跋涉3000余公里，远赴中缅边境的橡胶生产工厂，开展天然鲜胶乳与纳米材料连续湿法混炼工程技术的深度验证试验。

　　在云南工作生活期间，张治军总是亲力亲为，带领团队成员赤脚踏入胶池观察、思索，有时在胶池中一站就是好几个小时，一天下来早已汗流浃背。晚上，他还要及时整理白天的实验数据，制定第二天的实验方案。“时间紧迫，容不得半点马虎，有好的想法就要尽快落到实处。”张治军说。

　　“科学实验就是一个‘现象观察—分析判断—总结改进’的过程，从事科学研究就要不断提高自己的分析判断能力，持续创新，这是一个合格科研工作者不断进步的过程。”在外实验期间，他常常把自己对科研的感悟与团队成员分享，激励团队成员不断创新、不断进步。

　　在科技创新的道路上，张治军始终砥砺奋进、不断前行，从高性能纳米润滑油材料到特种功能纳米二氧化硅再到橡胶材料，正是在创新精神的驱动之下，张治军跨过了一座座大山，取得了一个个新的成就。在科研的征途中，只有下好创新这步先手棋，才能把握科技进步的主动性。勇于创新、敢于创新，张治军步履不停……

　　育 人

　　北京大学工学院教授张信荣

　　培养更多高质量科研人才

　　本报记者 吴 月

　　冬日的国家速滑馆，吸引了不少游客。“冰丝带”中应用的二氧化碳跨临界直冷制冰系统，凝结了北京大学工学院教授张信荣的创新与坚守。

　　“大型二氧化碳制冷及其跨临界全热回收技术在北京冬奥会的应用，只是一个起点。未来，很多领域都可以应用我们的技术。”时隔半年多再次见到张信荣，记者感到他的话语间多了几分轻松。从煤矿深层热害治理到二氧化碳储能，从数据中心到零碳机场，张信荣细数最新的研究成果，每一项都令人惊叹。

　　丰硕的成果，成为张信荣的教学素材。“教书育人是我们的主要职责。”张信荣说，“我一直都在思考，如何才能培养出高质量人才。要教育引导学生热爱科学、追求真理，服务国家和社会。”怀着这份初心，张信荣且行且思。

　　课堂上，有精心的讲授。上学期，为了给工学院大一学生讲好“现代工学通论”课程讲座，张信荣在课前花了很长时间备课。“如何启发学生思考、向学生提出哪些问题，都需要提前认真准备。”课后，学生们围着张信荣请教问题，久久不散。教师用心教，学生用心悟，成为课堂上的一道风景。

　　活动中，有投入的身影。2022年9月，北京大学开学典礼上，张信荣作为教师代表发言，他鼓励学生们勤于思考、勇于创新；在教授茶座活动中，他结合科研经历，寄语学生们“多学习、勤思考，认准目标、不断努力”。展现自己科研工作者的理想与坚守的同时，也向同学们展现师者的关怀、学者的情怀。

　　实验室里，有悉心的指导。“这一年，学生们进步都很快！”谈到学生的成长，张信荣十分高兴。他的办公室隔壁就是学生们的实验室。他注重为学生营造良好的学术氛围、培养学生独立解决科研问题的能力。

　　做好老师，要执着于教书育人，有热爱教育的定力、淡泊名利的坚守。张信荣始终坚守初心，在教书育人和科研创新上不断创造新业绩。

　　求 实

　　中科院成都生物研究所原研究员印开蒲

　　让所做的东西都立得住脚

　　本报记者 王永战

　　第五版修改书稿上，密密麻麻的便签记录下一个个要修改的地方；打开手头的第六版修改书稿，中国科学院成都生物研究所原研究员印开蒲又讲起添加说明文字的情况。对每一版书稿都精心思考、修改，印开蒲迎来了新作《百年变迁——两位东西方植物学家的影像重逢》一书的出版印刷。

　　新作来之不易。拍摄过程中，年近八旬的印开蒲背起行囊再出发，不顾高龄体力下降，重访多个老照片拍摄地，记录下生态环境变迁的点滴。而在书籍编辑和校对过程中，老人又一个一个字琢磨，一处一处思考，确保内容准确无误。矢志求实，印开蒲要让作品经得住历史和读者的检验。“不能有一处遗漏，也不能有一处含糊，全部都要弄通弄明白。”印开蒲说。

　　回想起10余年前《百年追寻——见证中国西部环境变迁》一书出版发行，过往历历在目。那是印开蒲历时6年，走遍四川、重庆和湖北等地寻访、拍摄和记录的成果。当时书籍甫一出版，就掀起一股潮流，许多人自发拍摄生态照片，记录环境变迁。而今，捧起即将付梓的再版书稿，印开蒲仍然对每一个细节都记忆犹新，还常常把有趣的内容分享给读者。“在选照片时，要通盘考虑，不能缺漏、更不能含糊，有些变化很大的地方，还要找当地的老乡和县档案馆的专家咨询核实。”

　　择一事，终一生。成为一名生态学家，于印开蒲而言也许偶然，但60余年坚持却绝非意外。从学习绘制植被地图，到参与横断山脉植被调查等多项考察，从建言九寨沟和亚丁自然生态保护，到记录跨越百年的生态环境变迁，履行好作为生态学家的责任，印开蒲始终坚持记录事实、讲述真实、传播现实。植被分布在他的精细测量下转变为可供后人研究的基础资料，生态环境变迁在他的讲述下受到广泛关注，西部生态环境变迁在他的记录下成为阐释美丽中国的最好注脚。

　　一切源于求实，一切得益于求实。“让所做的东西都立得住脚”，这位老生态学家用一生证明好成果经得住历史和实践检验。

　　奉 献

　　青海省地质矿产勘查开发局总工程师潘彤

　　在高原上绽放青春年华

　　本报记者 贾丰丰

　　夹杂着零星雪花，寒风掠过城市的上空。夜色中，青海矿产勘查开发局12楼，总工程师潘彤的办公室内依然灯火通明……

　　“目前，我们正围绕柴达木盆地盐湖资源的保障能力提升进行集中攻关研究，特别是深层含钾卤水的形成机理、开发利用、成矿单元划分及成矿过程等，过年前还有一些工作要抓紧干完。”晶莹剔透的盐花，对潘彤来说意义非凡，因为这背后连接着国家战略性矿产的安全供给，“随着我们对柴达木盆地成矿单元和成矿规律认识的不断深入，这将为青海建设世界级盐湖产业基地提供新的找矿方向。”

　　从两个千万吨级铜铅锌国家资源储备基地轮廓初显，到察尔汗盐湖、锡铁山开发利用，再到助力青藏高原生态保护……这些年，潘彤和同事们用脚步踏遍了高原的山山水水，高原也塑造了他们勇攀高峰的坚韧品格，赋予了他们像大山一样默默坚守的性格特质。“野外工作不仅是对地质现象的记录与描绘，更饱含着对壮美山河和边远地区群众真挚的爱，能把个人的事业与奉献祖国、造福人民结合起来，何其有幸！”年近花甲，潘彤依然干劲满满。

　　“选择了地质工作，就选择了和荒山野岭作伴，选择了对大地深处的艰难探索。”潘彤说，这不仅意味着艰苦的付出，更意味着道路的曲折。“最多时，我们有上万人奋战在找矿一线，但每一次出成果都十分艰辛，我们相信，只要不怕苦、不服输，使劲钻研，功夫就不负苦心人。”潘彤说，“就像每个战士都想建立战功一样，为祖国找到富矿是每个地质队员的梦想。每一次地质发现都离不开前人的积累、同事的配合，这背后，是地质人不怕吃苦的劲头、反复试错的勇气，也是拼搏奉献的传统。”

　　科学探索从来都不是坦途，但大地不会辜负每一个努力前行、不断攀登的人。正如潘彤所言，“只要心怀家国，奉献又何尝不是一种绽放，高原就是人生的舞台，这是我们地质人的诗与远方，也是无言的浪漫！”

　　协 同

　　中科院国家授时中心量子频标研究团队

　　像齿轮嵌套一样精诚合作

　　本报记者 原韬雄

　　2022年10月31日下午，中国空间站梦天实验舱在文昌航天发射场发射成功；2000公里外，坐落于陕西西安临潼区的中科院国家授时中心掌声阵阵……在梦天实验舱内，有着他们心血的结晶——空间站高精度时频科学实验系统。

　　该系统由任务总体单位中科院国家授时中心联合中科院上海技术物理研究所，一起组织国内10余家单位共同研制，是梦天实验舱内最复杂、难度最高的科学实验系统。它将是全球最高精度的时间频率产生及原型系统，包含了国际首台空间光钟、国际首台空间超窄线宽激光器、国际首套具有微波和激光双链路的低轨航天器天地时间频率比对系统……这些科研成果的背后，凝聚了众多科学家的智慧与心血。

　　国家授时中心主任张首刚是该项目的首席科学家和总指挥。上次见他是10个月前，如今再次见面，他依然腰板笔直、走路带风，却能从他的双眼中看出明显的疲态。“把地面实验室里近40立方米的三台原子钟、比对测试系统及光纤时频传递系统等装置压缩进容积不到1.2立方米的空间站实验柜，技术指标不降，还要能承受巨大的力学冲击，同时所有仪器都是自主研制，难度超乎想象。”张首刚说，“但我们做到了！”

　　全国10余家单位、200多人的科研团队、历时12年，终于将“光钟按计划交付上天”。空间光钟是原子钟研究的制高点，每一项性能的测量和优化都需要漫长的过程。由于成熟度低，许多电子、光学和物理系统都需要各方研究人员重新设计，反复试验。

　　在2022年为期80多天的攻关阶段，所有科研人员吃住都在实验室，连平常特别忙碌的张首刚有时也“吃不消”。“楼道里堆着架子床，我在实验室门口现场办公，方便与团队随时沟通。”张首刚回忆，“大家不怕辛苦，怕的是赶不上进度。”

　　万人操弓，共射一招，招无不中。在中科院国家授时中心，科研人员们精诚合作，集智攻关。正如张首刚所言：“每一名科研人员就是一个齿轮，把自己拧紧了、转起来，大家相互嵌套、精诚合作，我们一定能攀向一座又一座科学高峰。”