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
定制度、强引导、通堵点 宁夏科技成果“跑”出实验室******
刚刚过去的这个秋天,一个名叫“宁芦1号”的芦竹新品种惊艳了宁夏人——其新材料及组织培养快繁技术以220万元金额成功转让,刷新宁夏农业领域单项科技成果转化金额最高纪录。
“宁芦1号”卖出好价钱,是宁夏职务科技成果赋权改革结出的硕果。
2020年5月、2021年12月,科技部等九部门、宁夏科技厅等十部门分别印发《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点实施方案》,分领域选择科研机构和高等院校开展试点。
激发科研人员创新积极性,离不开科技成果转移转化。从国家到宁夏,都在铆力破解科技成果“变现难”。
宁夏农林科学院固原分院买自珍研究员开展田间调查工作宁夏农林科学院供图
完善制度 推出“1234”流程
“科技成果只有转化才能真正实现创造价值。”改革推进会上,宁夏农林科学院院长刘常青的话掷地有声。
作为自治区两家试点单位之一,宁夏农林科学院在实践探索中转思路、建机制、强服务,赋权改革试点工作稳步推进。
今年伊始,该院迅速成立由院长任组长,院分管领导任副组长,成果转化处、科研处、计财处等相关处室负责人为成员的赋权工作领导小组,高标准推进赋权改革试点工作。
这需要加强顶层设计。
“我们在广泛调研的基础上,借鉴外省成功经验,结合院内工作实际,制定出台了《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权改革试点工作方案》。”刘常青告诉记者。
围绕成果评价、认定、赋权流程、权属变更等重点环节,该院悉心设计了文本及配套制度,明确赋权成果类型及转化方式,在枸杞、生物农药、酿酒葡萄等领域探索建立以技术入股为主要方式的成果转化新机制。
强化激励引导的“1234”赋权流程,应运而生。
简言之,就是以一项成果完成人(团队)为主体提出赋权申请,提交院赋权工作领导小组审核和院党组会议研究审批后,在院门户网站、院机关和申请人所在单位三级进行公示,无异议后签署备案《科技成果转化实施方案》《负面清单阅知承诺函》等四项文本。
举一纲而万目张,流程明确,工作开展就有了强力保障。
在紧锣密鼓推出赋权流程的同时,宁夏农林科学院研究建立了赋权科技成果转化尽职免责机制和职务科技成果转化收益分配机制,把成果转化收益的80%奖励给科技成果完成人,让创新全过程参与者分享更多创新红利。
改革方案落地见效,需要疾风骤雨,也需要春风化雨。明确职务科技成果转化体制机制的宁夏农林科学院,科技成果转化驶上“快车道”。
2022年,宁夏农林科学院赋权转化新品种、新技术76项,合同总金额790.35万元,是历年最高金额的1.5倍;其中“宁芦1号”转让220万元,是历年最高金额的2.75倍。“双创”年度和单项历史新高,被宁夏科技厅作为典型案例报送科技部。
强化引导 试点改革风生水起
另一家试点单位宁夏大学,始终坚持赋予科研人员成果转化最大的决定自主权,早在2017年就出台了《促进科研成果转化办法(试行)》。
科研成果是否转化、转化给谁,实际工作中,宁夏大学科研人员完全可以自主决定,并允许与技术需求方进行对接洽谈。为鼓励科研人员实施科技成果转化,在完成科技成果转化后,该校将转化收益的85%直接奖励给成果完成人。
此次宁夏大学职务科技成果赋权改革,便是之前的“延伸版”。
该校成立了科学技术研究院成果转化与奖励办公室,大力整合相关资源,建立了全校科研成果管理知识产权创造、运用、保护、管理、运营和服务全链条的工作体系;通过科技成果的收集、汇总、评估等工作开展,搭建起成果供给源与企业需求源之间的桥梁。
“我们还组建了宁夏大学科技园发展有限公司。”该校科学技术研究院成果转化与奖励办公室主任张龙介绍,宁夏大学通过搭建技术转移转化中心等平台,深度对接宁夏技术市场、宁夏技术转移研究院等社会化技术转移机构,打通了转化最后一公里。
以前不想转、不敢转,现在积极转、主动转。通过多措并举,宁夏大学科技成果转化实现重大突破。
截至目前,该校已完成科技成果转化项目35项,累计签约转化金额1387.7万元。其中李广宇团队“化学工程与技术”双一流学科建设重要成果之一“煤及危险废物高温热转化气化系列专利”,以专利权及专利申请权转让的形式成功转化给(北京)环球润博能源科技有限公司,签约总金额达1100万元,实现该校科技成果转化项目单笔交易签约金额千万级突破。
诚然,高校科研队伍长期以来在成果转化方面的问题仍然存在。张龙分析,这主要是因为学校多数科技成果仍是实验室成果,技术成熟度不高,客观上阻碍了成果转化向纵深推进。
“另外,成果转化队伍与机构建设不能满足实际需要,既懂科技创新规律,又懂市场商务实践,且懂法规制度的专业人才稀缺;企业对新技术落地积极性不高,这都打击了科研人员的积极性,影响了科技成果落地。”张龙指出。
打通堵点 利好信号持续释放
“切实松绑最关键!只有赋予科研人员更大技术路线决定权、科研经费自主支配权、组建团队用人权,他们才能心无旁骛搞研究,聚精会神钻技术。”宁夏农林科学院党组书记罗成虎一语中的。
科研人员的获得感、成就感、幸福感增强了,继而研发带动产业、产业反哺研发,形成良性循环。
12月14日,宁夏公布2021年度科技进步奖获奖名单。宁夏农林科学院获自治区科学技术重大贡献奖1项、一等奖1项、二等奖5项、三等奖6项,囊括所有奖项的15%。
宁夏农林科学院农业生物技术研究中心主任杨建国对职务科技成果赋权改革深表赞同:“这次我们的科技成果‘宁芦1号’以创纪录的价格进行转化,不仅表明成果受到企业认可,更是科技工作者价值的体现。”
让科研人员放开手脚谋转化,宁夏全力打通职务科技成果转化堵点,赋权改革工作井然有序铺开。
宁夏科技厅会同自治区党委组织部、发改委、教育厅等部门,建立了联动推进机制,及时发现改革中出现的新情况、新问题,加强研究支持改革试点的政策措施,确保试点工作顺利进行。
“我们力争充分激发科研人员创新创造活力,促进科技成果转化,为黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供坚强科技支撑。”宁夏科技厅成果转化与科技服务处处长马俊理表示。
利好信号持续释放。
近日,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022—2035年)》,第二十一条提出要完善知识、技术、数据要素配置机制,再次明确“深化科技成果使用权、处置权、收益权改革,完善职务科技成果转化激励机制。加大科研单位改革力度,支持科研事业单位试行更灵活的岗位、薪酬等管理制度”。
在罗成虎看来,这将为更多科技成果走出实验室、走向生产线安上“加速器”。毕竟,站在改革另一端的永远都是产业发展、群众受益。(本报记者 王迎霞 通讯员 闫 璇)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)