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
一家“老牌”职教机构的创新路******
布局、跨越、重塑、变革……如何在抵抗风险中“活下来”成为摆在所有从业者面前的共同考验。
在教育行业进入大江大河发展期的当下,环球网校,这个深耕职业教育20年的“职教老将”,在年终岁尾接连收获“2022年度公信力职业教育品牌”和“职业教育卓越奖”两个行业大奖。
越是在不确定的时代,越需要标杆的引领力量。可为什么环球网校可以做到?在不寻常的2022年,环球网校从“五新”出发,做了这样一些不寻常的事,在守住教育初心、践行长期主义和加强行业引领上走出了一条不寻常的路。
让我们一起在探寻中找到行业前进的希望……
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新未来:以青藤精神链接时代力量
职业教育不止于一纸一书、一课一识,这是职教人的共识。但如何更好地与当下时代的需求同频共振,更充分地链接就业市场供给双方,答案始终莫衷一是。对此,环球网校选择了“聚焦新职业的终身学习平台”这个宏大命题,并在成立18年的积淀之上,全新升级为环球青藤,给了自己一份风华正茂的“成人礼”。
据悉,于2022年1月11日盛大举办的环球青藤青年节便是其正式官宣、开启新程的首次亮相。作为环球网校战略全新升级环球青藤后的超级品牌符号,首届环球青藤青年节邀请来自政府部门、知名院校、行业机构等百余位专家学者共聚一堂、共话发展。
在现场,环球网校联合人民网人民数据研究院共同推出的2021青年就业职业规划报告正式发布,通过青年就业用工趋势和职业技能的洞察和研判,并且与真爱梦想公益基金会携手打造的职业规划教育公益项目也完成了战略签约,以集平台搭建、课程建设、社会实践为一体的整体解决方案让每个有梦想的青少年提前触摸到“未来人生”。
终身学习、终身就业、终身成长,环球网校先行业一步,洞悉到韧性时代下的个体诉求,并在探寻职业流变、链接真实个体和共话时代精神上,尝试探索一条拥有“环球特色”的新路径。
环球青藤青年节活动现场合影
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新发展:新职业技能培训的坚定布局
“就业是时代之上的一角冰川。经济转型和拐点的阵痛是造成目前就业形势严峻的主要原因。但同时,新趋势、新业态和新风向也在重塑就业模式和结构。”8月2日,在ISC 2022数字安全人才发展峰会上,环球网校CEO伊贵业分享并阐述了以职业教育促新职业发展的行业理念。
ISC 2022数字安全人才发展峰会主题演讲
在峰会现场,360数字安全集团和环球网校专业共建的战略合作扬帆起航。双方以实际行业和技能需求为基础,合作推出了网络安全运营工程师课程,落实“产、学、研、用、测”一体化的设计思想和模式,在学习感知、技能路径、职业规划各方面全面赋能人才培养。
据了解,这并不是环球网校在拓展新职业课程品类上的唯一落子。在2022年,环球网校结合互联网技能、数字经济、幸福产业等领域用工就业的新趋势、新职业和新风向,先后推出奢侈品鉴定、碳排放管理、中医健康、认知心理等多个技能兴趣学习类目,在运营电商、数据商业、创意设计、个人成长、健康心理和IT技术等板块不断拓界。
众所周知,职业教育品类多且高度分散,在一个系统方向上,产品研发和经验积累都需要很长时间。打造面向就业和职业提升的终身学习平台,在技能培训的领域不断扩展更多的品类方向,将更优质的内容变成学习效果和传播效率更高的产品。这在环球网校是一条难而正确,且必须坚定走下去的路。
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新服务:以更精细的产品体系颗粒度提升交付质量
历经20载发展、注册学员量突破4千万、学员满足度95%以上、独家研发人工智能学习平台云私塾Pro……这家一直保持快速发展的“老牌”职业教育企业,却在2022年做了一件看似“慢”下来的事情:梳理标准化,并进一步构筑管理中台。
“我们花了整整一年的时间,梳理各业务链条、岗位职责和协同流程。”来自环球网校项目管理中心的负责人向记者说道。这种费时费力又很难在短期内看到效益的“慢动作”,在行业纷纷抢跑的当下属实不易。
“互联网平台进入存量竞争时代,我们需要转向利润增长的新模式,回到产品高效实用,品牌口碑积累的本源。这一切都取决于我们产品体系的交付质量。”伊贵业这样说。在他看来,这就是环球网校在进一步优化“术”、整合“法”之上坚守的“道”。
修炼内力,向下深挖。基于制度流程的企业标准化、数字化、体系化管理,从流量、销售、运营、产品、教师、教研、服务多环节进行协同和落地。这是环球网校提升聚焦服务承诺,创造学习峰值的“慢”功夫。
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新硬核:云私塾Pro对高效学习和考试通过率的赋能
以科技赋能教育,让学习更高效是环球网校的使命。在传统的教与学过程中,“教”与“学”往往很难形成真正的匹配。知识的传递与接收不对称,知识的传递与需求不对应,传递的节奏与能力不适应,是定位到每个学习个体上普遍存在的问题,导致“简单的重复学,复杂的没学会,学会了用不上”。
如何以先进的技术手段提高老师和学员各自的生产力?环球网校借助智能化技术的进步,历经6代升级,独家研发云私塾Pro学习平台,在对学员实现千人千面个性化辅导的同时极大提升了学习完成度和考试通过率。面对行业流量与口碑、体量与技术,重体验和重决策的竞争角逐,获得了市场和学员的双重口碑。
据了解,在打造智能知识体系的基础上,云私塾Pro将历年教材和真题的知识点进行分析拆解,并根据每个知识点的目标层级、考试分值和掌握要求设置成知识图谱。通关一个任务,需要分几步,每步需要掌握哪些知识点一目了然。
在完成知识点量化,云私塾Pro则是打上知识关联标签,结合大数据算法,根据考试目标、剩余时间和学习反馈为每个学员规划动态学习路径,及时给出实际可行的最优方案,助力学员目标达成。
如何学、如何记、如何做对题这三个看似简单却囊括大部分学习痛点的问题成为环球网校云私塾Pro向教学本心回归的底层逻辑。
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新生态:OG学习者社区创构行业新范式
如果说在“什么是真正的终身学习平台”这个命题上,环球网校在品类拓展和洞察发现上给出了一种答案。那么,在回答“如何践行终身学习”中,全新升级的环球青藤在2022年夏季创新推出的OG学习者社区,在公益探索和共创模式上显然具有相当大的想象力。
据了解,OG学习者社区旗下内容IP,大型系列公益节目《潮职》,仅两季便实现总播放量1800万+,单集最高播放量100万+的出圈成绩。业内垂类创先推出的工具IP”职业词典“,也已经收录300+新职业,从职业的从业门槛到技能要求,从职业的自身发展趋势到未来整个行业的发展蓝图,以“职”为定点进行有关职业认知和职业规划的普惠。正式官宣上线仅仅两个月的OG学习者社区在职业教育的发展赛道,已经留下一抹“起跑即领先”的傲人身姿。
这个由环球青藤与全球WorkFace超级社群等诸多生态合作伙伴联合发起和倾力打造的终身学习社区,以“你的职业日记本”为定位,通过开放的社群共创与生态联结,在陪伴式、行动式、沉浸式学习中营造个体的共同学习场域,运营职业微社区集群,打造主理人公会,构建新职业分布式的行动网络,实现彼此连接,彼此赋能,助力终身学习者在没有“围墙”的“社会大学”中激扬成长。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)