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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
东西问·深问丨庞军：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？******
中新社北京10月11日电 题：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？
——专访中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军
作者 徐雪莹
气候变化是否为西方限制发展中国家的陷阱？在目前的技术水平下，碳减排确实会以牺牲一定的经济增长为代价。近年来，美国更以“苛刻财政和经济负担”为由，曾退出《巴黎协定》。
中国作为世界上最大的发展中国家，其“双碳”进程何以同经济发展“双轨并行”？又如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？
“这些年，中国在提升能源使用效率、大力发展新能源及可再生能源等方面取得了很多成就。”中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军日前接受中新社“东西问”独家专访时指出，经济结构变化会影响能源需求总量和能源结构，推行低碳理念同样能带来更多商机。中国通过双碳“1+N”政策体系、减污降碳协同增效、建立健全碳定价等市场机制作用、大力发展新能源及可再生能源技术、加大碳捕获碳吸收技术开发利用等综合举措，有决心和意志如期完成“双碳”目标，贡献国际环保事业。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：中国如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？其降碳举措和西方相比有何不同？
庞军：从碳达峰到碳中和，美国从2007年到目标2050年间隔43年，欧盟为71年，中国承诺实现的时间只有30年。
在碳减排上，中国如今面临的一些困难，是西方当年所没有的。西方提出减碳计划时，基本已走到工业化后期阶段，产业结构转型较为彻底，很多高污染、高耗能、高碳排放行业都转移到了发展中国家。中国由于人口、产业、技术等因素，加上国际产业分工的一些阻力，难以通过产业转移来减碳。同时，中国能源结构以煤炭主导的化石能源为主，碳减排任务更艰巨。
虽然只有30年时间，但中国有决心和意志如期实现“双碳”目标，具体行动包括以下几点：
首先，立足能源结构以煤为主的基本国情，大力提升能源使用效率，降低单位GDP碳排放量，同时大力发展新能源、可再生能源。目前，中国可再生能源发展已跻身世界前列，水电、风电和光伏发电装机规模居全球前列、新能源汽车市场迅速崛起，都利于减碳。
宁夏银川市贺兰县“渔光互补”发电项目。(无人机照片)袁宏彦 摄其次，在顶层设计上，中国提出双碳“1+N”政策体系，明确了具体的时间表、路线图。对能源、工业、城乡建设、交通运输等不同行业，针对重点领域出台碳达峰实施方案，梯次有序开展碳达峰行动。
再次，同西方相比，中国采取减污降碳协同增效的办法。即在降低二氧化碳等温室气体排放的同时，推进大气污染防治，加大氮氧化物、挥发性有机物(VOCs)、二氧化硫等传统污染物的协同减排力度。
最后，中国建立了全球最大的碳市场，相比于西方国家碳市场的体量更庞大。未来可以利用全国统一碳市场，纳入不同行业，通过核证自愿减排量(CCER)交易、碳税、可再生能源配额、可再生能源交易制度、绿色电力证书交易制度等措施，形成针对高耗能行业的有效减碳手段。
线路工人在安徽省淮北袁庄境内进行晋北-南京工程±800千伏特高压直流输电线路施工作业。该工程是国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道之一。王文 摄中新社记者：乌克兰危机等国际局势下，全球能源价格飙升，欧洲国家持续面临“油气荒”。这会否延缓各国迈向“双碳”的步伐？对中国能源结构转型有何影响？
庞军：从短期来看，欧盟大量依赖俄罗斯天然气资源，乌克兰危机确实在一定程度上冲击了欧盟的低碳转型战略。
欧洲难以获取俄罗斯天然气，又即将面临冬季采暖压力。此时能源安全显然更优先于低碳与能源转型。为解决冬季采暖等能源需求问题，德国、意大利等国可能会重启燃煤发电，或延缓燃煤电站关闭时间。这甚至可能影响到欧盟在2030年底温室气体排放量较1990年减少55%的目标。
从长期来看，各国最终还是会向低碳方向迈进。若乌克兰危机持续，欧洲可能会重新考虑其能源转型路径。一会设法降低对俄罗斯的能源依赖，加大能源供应多样性。二会加大可再生能源的开发力度，如加快开发太阳能、氢能等能源。
对于中国能源转型，乌克兰危机的直接影响没那么明显。中国能源结构以煤电为主，区别于俄罗斯供应的天然气。从某种意义上来说，俄罗斯反而有更多的清洁天然气可以供给中国，有利于中国增加清洁能源。但乌克兰危机对欧洲能源的影响也给中国能源转型带来启示，过度依赖国外能源资源，会令本国能源安全存在隐患。
2022年10月，天津LNG接收站二期项目有序进行中，确保5#、6#储罐供暖季前投用。中新社发 王军 摄中新社记者：中国能源结构偏煤，产业结构偏重，减污降碳仍存在诸多困难和挑战。“双碳”行动中会采取哪些措施保证能源安全、产业链供应链安全？中国能源转型道路何以同经济发展相协调？
庞军：以煤为主的能源结构，在中国短时间内难以改变。要保证能源安全，必须充分认识到煤炭在中国能源中的主体地位，保证煤炭持续稳定供应。同时，把煤炭的清洁高效利用作为重要抓手。一方面，对煤炭企业采取适当措施，在清洁能源利用技术上给予适当支持，促进其技术升级。另一方面，重视能源供应多元化，加大对清洁能源的开发。
产业链供应链安全亦然。“双碳”工作不可能毕其功于一役，不能因为追求“双碳”目标，就对碳排放高的重要行业“一刀切”，而要挖掘、提升企业能源利用效率的潜力。
当下，中国经济进入高质量发展阶段，要求建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。能源转型同经济发展相协调，须降低化石能源使用比例，促进能源多元化，加大对氢能等可再生能源的利用。这些都有赖于技术支撑。因此，还需不断开发新能源、节能增效等技术，通过技术挖掘转型潜力，最终实现经济发展所需要的能源能得到持续供应。
安徽省阜阳市颍泉区伍明镇境内的茨河(黑河)水系与设立的风力发电装备相映衬。王彪 摄同时，经济发展也是能源需求重要的驱动因素。能源需求通常会伴随经济发展不断增长，但经济结构变化也会影响能源需求总量和能源结构。发展高新技术、金融服务等高附加值产业，对传统产业进行升级改造，有助于加速能源转型进程。
中新社记者：中国幅员辽阔，不同地区在资源禀赋、产业分工、经济发展、碳排放水平等方面差异明显。中国各区域的产业结构调整方向有何不同？全国碳市场的设计如何考虑省际碳公平问题？
庞军：中国西部地区能源资源丰富，特别是新能源、可再生能源等，但经济发展水平较低；中部地区劳动密集型产业较突出，重工业、化工业占比较高，经济发展水平相对发达；东部地区经济发展水平较高，往往依靠外部供应能源。
中国各区域的产业结构调整，要充分发挥其资源禀赋和比较优势，才能在全国整体的经济发展格局下，使各区域产业结构趋向合理，形成区域间协同分工。
东部地区要进一步加强传统产业改造和技术创新，发展外向型经济，如高附加值的高新技术产业、数字产业，提升国际竞争力。中部地区重化工业比例相对更高，要加快推进产业转型升级，引导高消耗、高排放、低附加值产业向低消耗、低排放、高附加值产业升级，推进第三产业发展。西部地区未来可作为中国新能源产业重要基地，为其他地区提供优质的清洁能源。
其中有一点尤为重要，即防止污染产业的跨区域转移。不能说东部地区要发展，就将污染产业转移至西部；西部地区为提升GDP，就把高污染高耗能的产业承接过来。
全国碳市场设计也应考虑到省际贸易问题。省际贸易中，能源产业较密集或重化工业所占比例较高的省份，往往会为外省承接一部分碳排放；经济发达且产业结构中以高附加值产业为主的省份，则会将部分碳排放转移到外省。
因此，为解决省际碳公平问题，首先要充分考虑碳排放的空间分布特性，科学界定各省碳减排责任。对于高耗能省份，全国碳市场的配额发放要有所倾斜。配额过于宽松，起不到约束作用；过紧又会给这些省份的产业带来很大影响。因此，碳配额应当适度，并给予调整空间，让各省份有时间逐步调整能源结构。
其次，从长远来看，真正的功夫应下到碳市场之外，即通过资金、技术、人才等支持，帮助高耗能省份尽快升级改造产业结构、能源结构。例如，通过适度的碳配额拍卖筹措碳减排资金，用以支持传统省份进行节能改造与产业技术升级，缓解因省际分配效应而加剧的地区不公平。
中新社记者：作为一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，世界减碳历程有否可参考的经验？中国这场“双碳”变革又能为国际环保事业带来什么？
庞军：发达国家在减碳历程中，通过立法引领、财税刺激、科研指导等手段，促进企业减排降污，限制了高污染、高能耗行业的发展。同时，向民众推广低碳文化、低碳理念，在全社会形成崇尚低碳、清洁能源的良好风气。其为全球减碳做出的各项有效举措值得借鉴。
中国“双碳”变革必将为国际环保事业作出贡献。
一则，中国作为目前全球第一大温室气体排放国，在实现“碳中和”的进程中，对全球减排的贡献毋庸置疑。中国大力推进生态文明建设，推进新能源发展，进行低碳变革，为世界环保事业作出了突出贡献。
二则，让世界看到中国践行“双碳”理念。其他国家可以从中国的行动措施中获得经验借鉴。同时，形成示范效应与国际减碳风气，给部分消极国家带来压力，倒逼其推进减碳事业，最终促进全球减碳。
航拍塞罕坝千年秀林。(无人机照片)韩冰 摄最后，中国推行低碳还能带来更多商机。例如，大力发展可再生能源、开发新能源汽车等，均涉及数字化改造。这意味着部分企业在新领域的商机，也有助于加速国家新能源技术创新，甚至带动全球新能源技术的发展，为经济与生态带来双重增益。(完)
受访者简介：
庞军，中国人民大学环境学院院长，教授，博士生导师。主要研究领域为资源与环境经济学、能源与气候变化经济学。现为中国高等教育学会生态文明教育研究分会学术委员会成员、中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、中国人民大学生态文明研究院研究员。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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