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
国是访问|2023年中国经济能否重回“合理增长区间”?******
文/庞无忌
2022年中国宏观经济面临多重下行压力,经济增速有所放缓。据专家测算,疫情暴发以来的三年间,中国经济平均增速低于5%,实际增速低于经济潜在增长率。
这种状况必须及时扭转!
年末的中央经济工作会议释放出把发展放在首要任务、提振各界信心的重要信号。逐渐走出疫情影响的2023年,中国经济能否回归“合理增长区间”?明年经济增长有哪些有利因素?中新社国是直通车记者就上述问题专访毕马威中国首席经济学家康勇。
康勇预计2023年中国GDP有望实现5.2%的增长。目前中国经济合理增长区间在5%-5.5%左右,所以明年预期增速处于合理区间。
他认为,如果明年能实现5%以上的增长,则可以带动中国经济逐步回归到一个合理的增长区间,推动中国中长期经济增长目标的实现,这既是当下稳增长的迫切要求,更是实现中国式现代化长期发展目标的关键。
采访实录摘要如下:
国是直通车:毕马威对明年中国经济增速的预期如何?经济增速能否重回“合理增长区间”?
康勇:今年我国经济面临多重挑战,随着疫情防控政策不断优化、房地产市场对经济的拖累将有所减少、美联储加息步伐放缓,明年中国宏观经济环境将有所改善,经济增速将较今年有所提升。
此外,2022年基数较低,也有利于明年同比增速的回升,预期2023年中国GDP有望实现5.2%的增长。我们认为目前我国经济合理增长区间在5%-5.5%左右,所以明年这个增速处于合理区间。
央行去年的一个研究也显示,“十四五”期间我国潜在经济增速在5.1%-5.7%之间,明年的增速也符合我国经济发展阶段。此外,中央经济工作会议强调明年要实现质的有效提升和量的合理增长,经济增速和高质量发展都很重要。
国是直通车:怎么样看待5.2%的增速?明年实现5%以上的增长有何意义?
康勇:一方面,明年我国经济增速虽然加快,但总体复苏动能依然偏弱,5.2%的增速仍远低于疫情前6%以上的水平,我国经济复苏的基础依然并不牢固。综合来看,疫情后四年(2020-2023)我国经济的平均增速约4.5%,依然弱于中国的潜在增速水平。
另一方面,明年我国5.2%的经济增速依然远超全球平均水平。IMF在10月最新的《世界经济展望》报告中将2023年全球经济增速下调至2.7%,并指出占世界经济总量约三分之一的经济体将在今明两年内至少连续两个季度出现经济收缩。2021年中国经济总量达到了114万亿元人民币,并有望在今年超过120万亿元,是世界第二大经济体,占全球经济的18%以上,在这样大的体量上实现5.2%的增速实属难得。
二十大报告指出,到2035年基本实现社会主义现代化,人均GDP达到中等发达国家水平。如果2035年中国人均GDP可以在2020年的基础上翻一番,我们测算未来十几年中国经济仍需要4.5%左右的年均增速。
如果明年能实现5%以上的增长,则可以带动中国经济逐步回归到一个合理的增长区间,推动中国中长期经济增长目标的实现。这既是当下稳增长的迫切要求,更是实现中国式现代化长期发展目标的关键。
国是直通车:您认为,明年中国经济增长有哪些有利因素?
康勇:2023年是贯彻落实二十大各项战略部署的第一年,中国经济发展面临的宏观环境也将有所改善,具体体现在:
一是疫情防控政策不断优化,加速放开。近期优化疫情防控“二十条”和“新十条”相继出台。防疫措施不断优化,有利于更好地统筹疫情防控和经济社会发展,推动明年经济回归正轨。
二是消费随疫情缓解得到改善,储蓄助力消费复苏。随着防控措施优化,预计明年我国消费尤其是服务类、接触类、体验类消费将得到明显改善。同时,家庭储蓄也有利于疫情后消费复苏。
根据测算,和历史趋势线相比,目前中国储蓄存款总体规模增加了近7万亿元。未来随着疫情的缓解、居民信心的加强,这其中的一部分超额储蓄也有望转化成消费。
三是宏观经济政策保持积极,政策性开发性金融工具加大支持力度。我们预期明年中国宏观经济政策仍将维持较为宽松的基调,支持经济持续复苏。
货币政策更加精准有力,继续将稳增长作为货币政策的首要目标。总量上保持流动性合理充裕,结构上继续用好现有的结构性货币政策工具,突出金融支持重点领域和薄弱环节。
财政政策方面,保持必要的财政支出强度,优化组合赤字、专项债、贴息等工具。同时,预期我国将加大利用政策性、开发性金融工具支持财政开支,拉动有效投资。
四是高技术制造业、新能源引领投资增长。受政策推动,今年我国制造业投资增速表现亮眼,前11个月累计同比增长9.3%,其中高技术制造业投资增长尤为亮眼,超出全部投资增速近18个百分点。未来我国将继续加大对产业优化升级、专精特新等高技术制造业的支持力度。
五是房地产市场修复,对经济拖累减少。我们研究显示,房地产投资下降10%,会拉低我国GDP增速约1.7个百分点。今年以来,我国从需求端、供给端推出了一系列政策支持房地产稳定发展,实现稳地价、稳房价、稳预期。
特别是近期“三箭齐发”,从银行贷款、债券融资、股权融资三个方面支持房地产企业融资,有望改善房地产企业的资产负债表,缓解企业的信用风险。不过也要看到,目前家庭消费、投资信心依然较弱,房地产的复苏可能仍需时间。
六是美联储加息步伐放慢,人民币汇率、资本市场压力减小。预计后续美联储加息步伐将明显放慢,明年2月和3月分别加息50和25个基点,目标利率区间达到5%-5.25%,此后美联储将停止加息。毕马威美国首席经济学家团队预计2023下半年美联储将开始降息,并在年底降至2.75%-3%。
随着美联储加息步伐放缓,预期美元指数转弱,人民币兑美元汇率有望走强。同时,美联储加息放缓带动美国国债收益率转弱,中美利率倒挂缩小,中国跨境资金流动将改善。
国是直通车:您认为,当前宏观经济政策面临的主要问题是什么?明年稳增长、稳经济大盘的发力点主要在什么方面?
康勇:今年以来,面对国内疫情散发,地缘政治紧张等超预期冲击,经济出现一定下行压力,为稳定经济,国家出台了一揽子经济政策和接续措施。从政策执行效果来看,一系列稳增长政策对推动我国经济复苏起到重要作用,但居民和企业预期偏弱,消费和投资意愿不足,政策效能有待显现。
明年稳增长经济政策要把恢复扩大消费以及提振市场信心摆在优先位置,在继续坚持稳中求进总基调的基础上,加大宏观政策调控力度,同时注重财政、货币、产业、科技和社会等各类政策的协调配合,形成共促高质量发展合力。
财政政策方面,中央经济工作会议强调明年积极的财政政策要加力提效。保持必要的财政支出强度,优化组合赤字、专项债、贴息等工具,在有效支持高质量发展中保障财政可持续和地方政府债务风险可控。
从政府债务情况来看,截至2022年三季度,中国政府部门杠杆率达到49.7%,较2021年底提升近3个百分点,但是与全球其他经济体相比,我国政府杠杆率仍处于较低水平,未来存在一定加杠杆的空间。预计明年政府发债或将保持一定力度,稳定经济增长。
此外,我们认为明年政策性、开发性金融工具将进一步发挥重大作用。今年下半年以来,央行通过政策性银行发行政策性、开发性金融工具,补充重大项目资本金,为专项债项目资本金搭桥,支持了基础设施建设融资。运用这一工具,有利于引导社会资本参与,实现扩大有效投资、带动就业、促进消费的综合效应。预计明年政府将加大利用政策性、开发性金融工具支持财政开支,拉动有效投资。
货币政策方面,要更加精准有力。稳增长仍将是货币政策的首要目标。今年M2增速处于相对高位,有力支持了实体经济,我们认为明年货币政策在总量上依然保持一定力度,推动经济复苏。
此外,随着美联储加息步伐放慢,我国汇率和资本外流的压力将明显缓解,同时我国通胀压力不大,物价总体温和,对我国货币政策宽松的掣肘将减弱,存在降息降准空间。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |