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
《狂飙》引热议的干眼症不是“绝症” 新疗法环孢素已有药入医保******
《狂飙》引热议的干眼症不是“绝症” 新疗法环孢素已有药入医保
近日,电视剧《狂飙》热播,剧中主角之一高启强为了挽回妻子,戏称干眼症为“绝症”的一段表演引发全民热议。
红星资本局采访了解到,干眼症作为常见病,部分可对症治愈。
目前,“人工泪液”(一般为滴眼液)为干眼症的主要常用治疗药物,其主要功效为缓解症状。近年来,新疗法环孢素被认为效果更佳。兴齐眼药(300573.SZ)的环孢素滴眼液(Ⅱ)作为国内首个环孢素眼用制剂已于2020年上市。此外,恒瑞医药(600276.SH)、兆科眼科(06622.HK)等上市公司在环孢素上均有所布局。
成都商报-红星新闻记者 邓凌瑶 于遵素 综合扬子晚报
超2亿人患干眼症
一半是学生和年轻的“上班族”
东方证券2022年6月的一份研报显示,目前,干眼症已成为我国患者最多的眼科疾病,为现代社会常见眼病。数据显示,2019年,国内干眼症患者已超过2亿1千万人,并以2%的年复合增速增长,预计到2030年,将有超过2亿6千万人患干眼症。
江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院)眼科孙红主任医师表示,冬季眼科普通门诊中,平均每天能接诊20多个干眼症患者,其中学生和年轻的“上班族”约占五成。
现实中有很多因素都会造成干眼症。
电脑、手机等电子屏使用越来越多,是干眼症高致病的重要原因,这是因为:通常情况下,我们的眼睛每5—10秒就会眨眼一次。但在紧盯屏幕的情况下,人们往往会忘记眨眼,每10-15秒甚至更长时间才眨眼一次,导致眼睛暴露时间长,水分蒸发得多。有的时候甚至眼睛疼痛才记得眨眼,长期紧盯屏幕导致眼球表面的泪膜极不稳定,或者覆盖不匀,眼睛开始觉得干涩、异物感。长此以往,就会发展成干眼症。
另外,长时间处在干燥、风沙较大的环境中,例如夏天吹空调、冬天用暖气,也可能会引起干眼。还有一些自身免疫性的疾病,会造成泪腺分泌的眼泪减少,引起干眼。
另外,在实际生活中,还有不少患者的干眼症其实就和生活中自行选用错误的眼药水有关。对此,孙红表示,由于人们对“干眼症”认识不足,相当数量的“干眼症”被当作慢性结膜炎处理,于是长期大量自行使用眼药水,损害眼表,造成干眼与眼表损害的恶性循环。沙眼、睑缘炎、过敏性结膜炎等慢性眼表炎症久治不愈,也是干眼症重要的诱发因素。
干眼症的发病率,根据统计,不同人群,发生率从百分之十几到60%多不等,近些年,大家对干眼症的认识也越来越多。
部分干眼症可以对症治愈
那么,干眼症真的是绝症吗?四川大学华西医院眼科副主任马可副教授表示,并不是。可以通过点眼药水来进行缓解症状。根据干眼症的病因,部分干眼症也可以对症治愈。“就是什么原因引起的干眼症,进行针对性的治疗。现在市面上有非常多的人工泪液等,治疗干眼的药物也非常多,所以还是建议大家到专业医院就诊,先明确引起干眼的原因。如果是泪液减少,我们就要增加泪液,如果是脂质层减少,我们就要增加脂质层。”马可表示。
孙红也建议,长期从事电脑操作的朋友多吃些新鲜的蔬菜和水果,如青菜、胡萝卜、西红柿等,并增加维生素A、B、C、E的摄入。每天适当饮用绿茶。眼部酸胀者可每日用热毛巾敷眼4—6次,每次5分钟,也可以用菊花茶熏眼,保持眼睛湿润。“上班族”使用电脑时注意多眨眼,最好与电脑屏幕保持60厘米以上距离,可将座位稍微调高一些,电脑放得低一些,使视线能保持向下约30度,既可以放松颈部,又可使眼球表面暴露于空气中的面积减到最低。
如果是睑板腺功能障碍引起的干眼症患者,则要坚持每日用温和香波清洁眼睑,之后用热毛巾敷于眼上,每次10分钟左右;亦可自助睑板腺按摩,用拇指、食指把眼皮捏起,轻轻揉捏,每天做两次,每次约一分钟。
新疗法环孢素国内已有药物上市
多家上市公司布局
截至目前,“人工泪液”仍为干眼症的主要常用治疗药物,以改善病症为主。更新的疗法,则是以环孢素为主的抗炎处方药。
上述医生告诉红星资本局,较为常见的“人工泪液”包括玻璃酸钠滴眼液、聚乙烯醇滴眼液等。
米内网数据显示,早在2018年,玻璃酸钠滴眼液在中国公立医疗机构终端销售额就突破了10亿元,2019年到达销售峰值,为12亿元。2020-2021年,玻璃酸钠滴眼液的销售额虽有所下滑,但始终保持在10亿元以上。进入2021年5月,该药被纳入第四批集采品种,其2022年上半年的销售额数据显示,已同比下滑超30%。
除开以缓解为主的“人工泪液”,新疗法环孢素因治疗效果更佳,被认为具有较大的市场空间。
2020年,兴齐眼药的环孢素滴眼液(Ⅱ)(注册商标为:兹润)获批上市,成为国内首个获批上市用于干眼症的环孢素眼用制剂。2021年12月,该药成功进入2021年版国家医保药品目录。
2月1日,红星资本局在某平台以“环孢素”为关键词进行搜索,大部分为兹润相关产品,价格在150-200元/盒左右,此前价格近800元/盒。
除兴齐眼药,还有多家上市公司都曾披露对环孢素的布局,包括兆科眼科的环孢素A眼凝胶、和铂医药(02142.HK)的HBM9036滴眼液、康哲药业(00867.HK)的0.09%环孢素眼用凝胶、恒瑞医药的SHR8028滴眼液等已进入Ⅲ期临床阶段。
另外,欧康维视生物(01477.HK)的自研1类新药OT-202是其自主研发的全新分子实体,通过抑制Syk激酶活性这一全新机制,达到抗炎的作用治疗干眼症,是中国眼科为数不多的全新靶点创新药。截至目前,OT-202已完成I期临床试验的受试者入组和给药,所有受试者健康状况良好。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)