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
美联储改口!快要结束了吗?******
当地时间2月1日,图为美联储主席鲍威尔当天出席记者会。中新社记者 陈孟统 摄
文/夏宾
在市场意料之中,美联储2023年首次议息会议决定继续加息。
当地时间2月1日,美联储宣布将联邦基金利率目标区间上调25个基点到4.5%至4.75%的水平,符合市场普遍预期。
这是美联储自去年3月以来连续第八次加息,但加息幅度已经回落,目前利率水平创下2007年10月以来的最高值。
在议息会议后,美联储对通胀的描述终于“改口”,那么离结束加息还有多远?
通胀缓和,仍要上调利率
从美联储发表的声明来看,经济预期方面,其对于通胀程度表述大幅修改,将此前“通胀仍然居高不下”的措辞改为“通胀有所缓和,但仍处于高位”,显示美国通胀压力正在得到缓解,疫情以及乌克兰危机对于通胀压力的影响趋弱。
在货币政策立场方面,美联储继续表示“持续提高目标区间将是适当的”以及“在确定(利率)目标区间未来增长时,委员会将考虑货币政策的累积收紧、货币政策影响经济活动和通货膨胀的滞后性以及经济和金融发展”。
换言之,美联储会继续高度关注通胀风险,预计也仍将上调利率。
中信证券首席经济学家明明表示,从美联储主席鲍威尔的会后发言来看,并不认为现在是暂停加息的时候。通胀需要一定时间才能回落,因此将需要在更长时间内保持较高的利率。通胀可以回落到2%,而不会出现真正严重的经济衰退,今年经济将出现正增长。
民生银行首席经济学家温彬也提到,鲍威尔对外释放的信号是,美联储正处于反通胀的早期阶段,取得胜利需要时间。不过鲍威尔也强调,美联储没有动力也不想过度收紧利率。
工银国际首席经济学家程实表示,从美联储的角度来看,尽管整体通胀和核心通胀持续回落让美联储的决策者的压力有所减轻,但目前通胀预期的回落仍处于下行通道早期阶段。短期通胀预期受季节性和能源因素的影响非常显著,如果季节性因素对能源和粮食价格的影响退去,通胀预期存在快速反弹的风险。
保留空间,加息何时结束?
“我们预计美联储今年还会加息一到两次,然后随着实际利率开始上升,直至超过美联储预计的适当水平,加息将暂停。一旦加息周期结束,我们预计美联储会按下暂停键,并观察经济状况以决定宽松周期是否合适。”威灵顿投资管理宏观策略师圣地亚哥·米兰(Santiago Millan)如是说。
谈及未来美联储的政策路径,浙商证券首席经济学家李超提出要关注三个方面。
一是未来的加息节奏。本次议息会议声明及鲍威尔会后声明中均强调加息进程尚未结束,并且仍可能有1次以上的加息。
二是年内是否降息。“我们认为相对弹性的表述并未彻底锁死年内降息的可能性。”李超直言,鲍威尔给予了政策充分的弹性空间,提到“如果经济表现符合预期,则降息是不合适的”,但如果“通胀下行速度快于预期,也会在评估政策时重新考虑”。
三是金融环境变化。李超提到,去年10月底以来美股反弹、美债利率回落金融条件有所改善,也一定程度上反映了机构的远期宽松预期,鲍威尔对此并未进行明确“反驳”。
明明说,我们仍维持此轮美联储或于今年一季度停止加息(最后一次加息时点为今年一季度),加息终点或为5%左右的判断。
他进一步称,实质上美联储降息与美国通胀下行速度以及经济全面恶化时点,尤其是与劳动力市场密切相关,考虑到通胀下行速度存在不及预期的可能性,降息预计将由美国经济进一步恶化触发。由于今年美国经济仍存在较高的衰退概率,因而实质上我们认为美联储较难避免在2023年进行降息。
李超还提到,虽然美联储当前态度中性,但也应关注欧洲潜在的金融稳定压力,一旦欧债风险开始发酵可能成为当前美联储决策框架外的超预期冲击因素并影响加息节奏,政策存在加速转向的可能。
美元指数未来怎么走?
美元指数表现与美联储货币政策密切相关。温彬表示,当前市场逻辑下美指仍有回落空间,但后续市场逻辑或将转换。
在他看来,2022年以来外汇市场走势主要是由加息主导,此前推动美元大幅上行的主要原因就是在通胀压力下美联储持续激进加息,而后伴随着 CPI持续超预期的回落以及美联储放缓加息预期不断提升,11月以来美元指数便由升转降并大幅回落。
“沿着当前加息主导的逻辑看,随着美国通胀下行趋势已基本确定、经济内生动能走弱,同时未来欧洲英国加息幅度或将超过美国的情况下,美指后市仍有回落空间。”但温彬也提醒说,今年内市场逻辑可能会发生转换,衰退或将取代加息成为外汇市场乃至全球金融市场新的主导因素。
温彬认为,在此情况下,美国相对欧洲较强的经济基本面将再次对美元形成支撑。市场逻辑转换的时点或在美国就业数据开始明显走弱之时,又或在美国或欧洲部分国家开始陷入实质性衰退之时。
李超表示,2023年开年以来,美元指数持续回落至101附近。展望短期美元的决定因素,我们认为2月的决定因素在日本,3月的决定因素在欧洲。
具体而言,2月10日日本首相可能提名新任日央行行长候选人,两大领跑人选中雨宫正佳相对偏鸽派,中曾宏相对偏鹰派。当前市场一致预期雨宫正佳获得提名概率最高,如果中曾宏获得提名,可能进一步驱动日元流动性逆转交易,成为短期美元利空。
3月欧央行的缩表计划将正式启动,将对欧洲的主权债务压力构成明显挑战。3月是缩表的起点,也是全年欧债到期压力较大的月份之一,可能导致欧洲债务压力的交易情绪发酵从而对美元形成支撑。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |