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军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识******

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。

军事科学院徐馥芳:要有勇闯科技“无人区”的胆识

  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

青岛外贸中小微企业是如何破局的******

  四季度是传统的外贸旺季,但2022年外贸却出现了“旺季不旺”的情况。此外,在外需不振、地缘冲突加剧、新冠疫情反复等因素的影响下,我国单月进出口同比增速已连续4个月下滑,中小微外贸企业面临着较大的生产经营压力。如何在困境中探索新出路,在危机中觅得新机遇,成为外贸企业亟待破解的共同课题。记者探访青岛多家中小微外贸企业发现,不同类型的外贸企业正在寻求适合自身特点的脱困良方。

  近几个月来,受外需走弱、地缘政治、新冠疫情反复等因素影响,我国月度进出口增速有所放缓。2022年四季度以来,外贸进出口进一步承压,原本的外贸旺季似乎也没有“旺起来”,数量庞大的中小微外贸企业面临着诸多生产经营难题。面对不利局势,中小微外贸企业如何应对困境?近日,经济日报记者走进青岛部分外贸企业,深入探访不同类型企业的脱困之路。

  智造升级积极应变

  在山东胶州胶北街道的青岛前丰国际帽艺股份有限公司,刚建成的智能车间内,数百台自动化生产设备正全速运转,工人却寥寥无几,智能化个性化定制生产取代了传统制帽的手工缝制、裁剪等工序。不远处,还有一处5层车间和一处研发中心正在紧张施工中。公司总经理王爱美告诉记者,“得益于智能制造,2022年公司业绩逆势上扬,前10个月出口额已经突破3000万美元”。

  与许多制帽公司一样,前丰也曾是一家是劳动密集型企业。“车间里坐着上百位工人,每人守着一台缝纫机,同一个款式的帽子可以做上一年甚至几年。”王爱美回忆起几年前的生产场景说道。2020年,受疫情影响,国际市场需求锐减,公司年出口额降幅超过50%,加上许多“单款多量”的订单向东南亚等地区转移,公司产品竞争优势锐减。

  转移还是转型?困境之下,王爱美观察到,全球市场需求趋于个性化,每个月都有大量新款订单,每一款的需求量甚至不足一百个,对交期的要求也越来越高。“面对全新的市场变化,数字化和自动化转型是唯一出路。”王爱美下决心改变生产模式,发力柔性生产。

  转型之路刚迈出第一步,前丰就遇到了生产设备研发难题。“帽片布料太软且容易粘连,找不到合适的生产设备。要实现柔性生产,更是难上加难。”王爱美一连数月在外奔波,寻找愿意承接项目的研发机构。8个月后,等来了一代设备的交付,然而令人失望的是,机器无法正常使用。王爱美没有放弃,一边四处寻求技术支持,一边同公司工程师一起,在一代机的基础上继续改进,采取模块化生产思路,逐步攻破视觉识别、机器人系统、智能传感等一个个难点。

  “数字化转型后,我们实现了帽子生产线60%自动化,生产效率提高了58%。到2023年底,争取实现全流程自动化。”王爱美对智造升级底气十足,“流程再造和管理系统升级后,能快速识别不同订单的设计需求,自动生成生产任务。不仅实现产能翻番,款式更是千变万化。现在每月能完成800个订单,最快一周即可交货,这在过去根本不敢想。”

  大规模个性化定制和全过程数字化精益管理让世界各地的订单蜂拥而至。“目前公司产品出口至50多个国家和地区,2021年外贸出口额增长40%,2022年预计再增长55%。国际市场瞬息万变,唯有练好内功增添底气,才能从容应对各种变化。”王爱美说。

  胶州市李哥庄镇是远近闻名的制帽之乡,这里汇聚着400多家制帽和配套企业,且大多数是小微企业,他们也面临着和前丰相似的市场困境。不少制帽企业想通过智能化升级寻找出路,然而设备更新换代费用高昂,很多小微企业望而却步。怎么破解这个难题?

  共享工场概念应运而生。在位于李哥庄镇的上合工业互联智能共享工场,总经理庞智告诉记者,许多小微企业想更新自动化设备,但无奈企业规模小、资金有限,“我们转变思路,采取共享工场形式,将130余台用于制造帽檐、帽带和魔术扣的设备放在同一场地,仅向合作企业收取加工费用,为中小企业破解了智造转型困局”。

  庞智介绍,制帽企业可将帽檐、帽带等生产环节通过手机APP等方式线上下单,共享工场系统接单后,将订单同步到生产设备进行生产。“利用共享设备代替传统人工,生产成本可降低40%,加工质量和稳定性也有保障。目前已有230多家企业加入这种生产模式。”

  青岛众弘鑫制帽有限公司就是共享工场的受益者之一。总经理高飞告诉记者,公司平均每个月生产近20万顶帽子,有了共享工场,企业节约了人工成本,生产效率提升了三分之一。

  “我们希望借助‘共享’优势,将小微企业从生产压力中解放出来。让小微企业在传统制造行业的转型升级中提升自身竞争力,以应对市场的不确定性。”胶州市制帽行业商会党委副书记郑建表示。

  新政策激活新模式

  4名主播,直播21天,卖出4000余单红酒,共计770万元销售额……这是青岛绿辰进口商品展示推广有限公司2022年“双11”的战绩。“在保税仓里直播卖红酒,对我们来说是一次销售模式的创新突破。虽然销量不大,但也弥补了线下渠道的下滑。”公司副总经理杨东升告诉记者。

  绿辰公司是青岛西海岸综合保税区的一家中小型保税仓储企业。近几年,受疫情反复、国际环境动荡等因素的影响,绿辰的发展一度陷入困境。“从2020年开始,葡萄酒进口量连续两年下滑15%左右,加上国际海运价格高涨、聚餐饮酒需求减弱等原因,线下销售非常艰难,葡萄酒板块利润年均下降将近30%。”杨东升回忆。

  绿辰遇到的困难,在青岛西海岸综合保税区并非个例。黄岛海关在走访企业时发现,不少企业进货量大幅减少,保税仓出现闲置情况。于是便向企业积极推广海关特殊监管区域“仓储货物按状态分类监管”创新制度,帮助企业渡过难关。

  “有了新政策,保税货物经过线上通关手续后,可以继续存放在保税仓内,这为我们在保税仓里直播卖货奠定了基础。”杨东升给记者细数了新政策带来的3点好处:一是保税产品保真,消费者敢买;二是保税仓直接发货,节省了装卸、物流、仓储成本;三是至少省去两层代理商,商品价格便宜。

  2022年1月份,绿辰成功试单一般贸易商品保税仓电商“一件直发”业务,在全国率先开展一般贸易商品保税仓电商B2C新模式。在积累了一定的线上销售经验后,9月份,绿辰正式步入电商直播领域,让国内消费者通过直播平台就能买到保税仓源头保真的高质量产品。

  自2022年初成功试单后,绿辰仅葡萄酒板块全年线上销售额就已突破2000万元,再加上线下渠道,整体销售额已恢复到2019年最好水平。谈及2023年的发展,杨东升信心十足,“我们将继续利用政策优势,发力线上电商,力争葡萄酒板块线上销售额突破5000万元,同时试水日化产品保税仓电商业务,实现公司经营全面好转”。

  不只是绿辰,越来越多外贸企业在新政策助力下打造出了新的运营模式。

  青岛菲尔斯特国际贸易有限公司是一家主要从事跨境电商出口海外仓业务的小微企业,为国外的轮胎企业供应设备部件、材料和五金配件等。近年来,发展环境的复杂性、严峻性、不确定性上升,菲尔斯特面临着供需变化、物流运输等多重难题。不少上游企业的生产节奏被打乱,产成品交付周期延长,供应很不稳定,直接影响了身处销售环节的菲尔斯特。此外,生产企业所需的钢材等原材料价格上涨,也让菲尔斯特的采购成本相应增加。

  国外市场疲软、海运费用高昂、客户采购计划延后等是影响出口业务的重要因素。“2021年以来,海运费大幅上涨,加上外汇汇率波动幅度较大,造成销售价格频繁波动,现金流十分紧张。”青岛菲尔斯特国际贸易有限公司财务负责人江羽介绍。

  税务部门新出台的出口退税政策可谓一场“及时雨”,缓解了企业的资金困难。“青岛前湾保税港区税务局推出的海外仓出口退税政策,助推我们开创了新的运营模式。”青岛菲尔斯特国际贸易有限公司总经理张智谋告诉记者,过去,出口货物报关离境后才能申请办理退税,现在企业收齐增值税发票、报关单等单证后,不用等货物离境就可以发起出口退税的预申请。

  “以往,我们随时下单、零星发货的运营模式有利于早日拿到出口退税。有了新的出口退税政策后,我们便把运营模式调整为集中交货、集中装箱海运,装箱容积率提高20%,大幅降低了物流成本。此外,退税时间也由之前的60天提速到15天左右。”张智谋说。

  张智谋告诉记者,2022年以来,公司已成功申请退税980余万元,企业资金进一步盘活,为公司开拓海外市场增添了信心和底气,“我们的出口业务逐渐回温,预计2022年销售收入将突破1500万美元,同比增长114%”。

  供应链优化解难题

  走进位于青岛莱西市姜山镇的千里行集团有限公司的生产车间,一双双商务皮鞋、冷粘鞋、硫化鞋正从流水线上下线。公司总经理张杰告诉记者,千里行集团是一家以鞋类制作与出口为主的外贸企业。近年来,受多重因素影响,在相当长的一段时间内,公司生产经营面临很大困难。

  困局之下,千里行开始了优化供应链的探索之路。张杰介绍,“过去,我们的原材料供应链主要来自国外。之前出于防疫需要,原材料进口后往往需要在港口、库房存放一段时间,生产进度和产品交付受到很大影响”。

  “面对原料供应瓶颈,我们加紧进行国产化替代,反毛皮、PU合成革等原本需要进口的原材料全部转为国内供应,稳步推进供应链国产化步伐。”张杰告诉记者,供应链国产化优势明显,货款结算周期相对较长,资金压力减轻许多。货物运输周期短则3至5天,最长也不超过两周,而在国外发货海运需要1到3个月。国产化替代后,材料的品质管控和生产计划管控也更加精准。更重要的是,供应链掌握在自己手中,不可控因素减少,风险随之降低。

  优化供应链成为越来越多外贸企业应对经营难题时的选择。位于青岛市市南区的青岛开创食品有限责任公司就是其中之一。

  “做农产品深加工对流动资金的需求量很大,当然这也与我们的供应链战略选择有关。”公司董事长商会明告诉记者,“在食品行业,要想成为全球供应链的核心企业,产品序列必须要全。我们提出了‘做强单品,做全序列’的战略。但是做全序列并不简单,每个产品都要不断试错。一个新品种从开发到让客户接受,大约需要3年时间。”在不断研发、不断试错、不断成熟的过程中,开创食品逐渐形成了20多种水果和蔬菜序列的产品供应链。

  “做全序列的战略选择,避免了短期市场变化带来的订单波动,但因序列较多,需要收购的原材料也很多,资金周转成为最大难题。”商会明坦言,“在过去,开创食品这类企业按地方政策只能被认定为批发零售企业,不能被认定为制造企业,银行授信额度也受影响。”青岛市有关部门了解到这个情况后,通过多方调研,参照制造业标准对开创食品进行支持,银行授信额度也由此增加,解决了公司资金紧缺难题。

  “未来,我们还要向产业链纵深发展,拉长产业链条,助益企业提升抗风险能力。”商会明说。

  创新赢得新机遇

  在位于青岛市李沧区的中特科技工业(青岛)有限公司,技术人员正在车间里对一排排自动化设备进行调试。“我们的设备远销韩国、日本、土耳其、越南等国家,最多时年出口额达3500万元。”公司总经理李学强说,“这几年,由于出国服务不方便,市场变化较大,出口大幅下降,2021年公司出口额只有不到100万元”。

  面对不利的市场环境,中特科技探索出一条换道创新的“自救”之路。

  “之前公司主要做家电电机的自动化生产线,现在我们开辟了新领域,尝试新能源汽车的刹车电机、水泵电机、风扇电机等产品的自动化生产线。”李学强告诉记者,新能源汽车生产对设备的标准、精度、设计可靠性要求更高,这对中特科技来说意味着诸多新挑战。

  “很多创新没有经验可供借鉴,必须一点一点摸索前行。”李学强举例说,“新能源汽车刹车能量转换电机自动化生产线的研发,就是对公司创新能力的一次考验。研发工作对我们的设计能力、工艺水平都提出了极高要求,需要多类人才合作才能完成”。

  该公司研发中心的申保玲告诉记者,为了使研发顺利进行,公司引进了电机工艺、设备制造、智能控制等多方面的顶尖人才,并与青岛科技大学进行产学研合作,最终使得该项研发得以成功。

  换道创新,让身处困境的中特科技赢得了新市场。“2022年,我们的出口额预计恢复到1000万元,其中新能源汽车电机生产线的占比提高到30%以上。我们还将建设新厂区,在保持原有生产优势的同时,把新能源汽车电机这一新领域做优做强做大。”李学强说。

  不同于中特科技“做加法”的创新策略,青岛万青家居用品有限公司选择在“做减法”的基础上实现产品创新。

  在位于青岛市崂山区的万青家居展厅,各种床上用品、软纤维制品等产品琳琅满目。“我们的床上用品主要面向日本市场,受疫情影响,2020年出口订单下降超20%。同时,海运等各种费用的上涨也让企业经营一度十分艰难。”青岛万青家居用品有限公司总经理杜友平说。

  如何走出经营困境?万青家居下定决心“断舍离”:聚焦优势产品,加大创新力度,打造企业的核心竞争力。

  “我们最多时有100多个品类的产品,导致资源分散、内耗大、资金回笼慢、生产效率低下、管理风险较高。”杜友平告诉记者,疫情带来的市场危机倒逼他们做出了聚焦创新的决策,砍掉一半非优势品类,聚集资金和资源,组建了研发团队,用创新赢得新机遇。

  “我们的创新方向是开发新产品、新材料、新品类。譬如,我们开发的一款秋冬季新面料产品,刚一上市就受到市场青睐。”公司研发部经理张庆锋说,“从上市起,产品订单不断追加,从6万件一直追加到10万件。最近,这款产品还在日本第三方市场调查中获得消费者满意度评价第一名。”万青家居也由此尝到了创新的甜头,现在每年开发近30款新产品。

  创新让许多像万青家居一样的外贸企业走出困境,跨入新的发展轨道。2021年,万青家居的出口额同比增长20%,2022年预计增长10%至15%。“未来,我们还将继续在创新上下足功夫,加大新产品开发力度,让企业在强大创新力的加持下,走得更稳更远。”(本报记者 王新伟 吴秉泽)

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