河南商报记者 郭丁然 文/视频
今年7月，嵩山实验室正式在郑州揭牌，这是河南省首个省实验室，也是我省科技领域一个里程碑式事件。
河南商报记者了解到，该实验室是河南省对标国家实验室打造的“预备队”，定位为“国家高水平自立自强科创平台”。
这标志着我省重塑实验室体系、搭建一流创新平台迈出了实质性步伐。
8月30日，河南省政府第133次常务会议研究了《嵩山实验室建设方案》，嵩山实验室的建设正在不断向前推进。
河南商报记者寻访专家，尝试用通俗易懂的语言为大家解读咱们嵩山实验室的研究方向，未来这些领域可能对我们的生活带来哪些改变？
嵩山实验室，中原科技力量崛起新标志
7月17日，河南科技界发生了一件大事儿。河南首家省实验室“嵩山实验室”正式揭牌，中国工程院院士邬江兴成为嵩山实验室首任主任。
河南商报记者了解到，该实验室由郑州大学、战略支援部队信息工程大学和中电科第二十七研究所等单位共同发起筹建。
嵩山实验室有多重要？从揭牌活动现场的规格就能看出。7月17日，河南省委书记楼阳生为嵩山实验室揭牌，省长王凯向邬江兴院士颁发嵩山实验室主任聘书。
当日，河南省政府与信息工程大学签署战略合作框架协议。信息工程大学、郑州大学、河南大学、河南师范大学、河南理工大学相关负责人共同启动了嵩山网络安全人才培养联盟。
“嵩山是中原的一个地理性标志，取名嵩山实验室，就是希望它能够成为中原科技力量崛起的一个标志。”邬江兴院士在揭牌现场向媒体介绍。
据河南日报报道，嵩山实验室的建立，源于两位院士间的一次思想碰撞。2018年，同为中国工程院院士的郑州大学校长刘炯天和邬江兴在探讨推动两校科研与人才培养合作时，萌生了共同发起成立一个新一代信息技术研发平台的构想。而后，上报相关构想，得到了省政府的支持。（据7.20 河南日报客户端消息）
楼阳生表示，省委、省政府将全力支持、持续支持、长久支持嵩山实验室建设，郑州市和省有关部门要各司其职、各尽其责，做好服务、对接、成果转移转化等工作，齐心协力推动嵩山实验室建设，让其像嵩山一样屹立在中华大地。（据7.18 郑州发布官微消息）
河南商报记者从相关人士处了解到，嵩山实验室将是独立法人单位，也就意味着将赋予实验室负责人更大的权限和自由度。
四大研究方向已初步确认
据河南日报当时的报道，邬江兴院士介绍，嵩山实验室已初步确定4个研究方向：
第一个方向是量子信息技术应用研究。“怎么用量子计算来解决我们的应用问题？只有把这个问题研究清楚了，量子计算机才能落地，才能真正变成我们数字化社会所需要的东西，所以我们把这个方向摆在第一位。”邬江兴说。
第二个是领域专用软硬件协同计算。“冯·诺伊曼结构”影响了几十年来的计算机制造技术，已经到了面临新突破的阶段。嵩山实验室瞄准的这一新研究方向，也是世界公认的未来10年计算机体系结构发展的主要方向。
第三个是解决行业应用内生安全问题。频繁出现的网络安全问题，正在成为一个世界性难题，如何满足各行各业对网络安全的重大需求，是嵩山实验室的使命之一。
第四个就是实现数字社会治理现代化。它事关老百姓家庭生活的健康、安全、绿色，也涉及整个城市的管理和社会的发展。
“为什么要选择这4个研究方向？因为嵩山实验室的几个发起单位已经有了相当扎实的技术储备，均处于国内领先乃至国际领先的水平。”邬江兴解释，这些技术与国内其他实验室的研究内容有联合，不重合，可以形成嵩山实验室独创独有的研发特色和产业化优势。
“比如在网络信息领域，我们的网络空间拟态防御和拟态计算研究都是国际领先水平。”邬江兴说，成立嵩山实验室，其实是对河南省数字信息领域长期以来技术沉淀的一个深化过程，是为河南建设国家创新高地“拉长板”。
《嵩山实验室建设方案》已经上会研究
虽然先后遭遇暴雨和疫情，嵩山实验室的建设步伐没有停下。
河南商报记者注意到，早在2020年8月，郑州大学官网就发布了相关信息，为嵩山实验室公开招募优秀人才。
其中，招聘专业要求为：计算机科学与技术、信息与通信工程、网络空间安全、电子科学与技术、软件工程和数学等相关专业博士。长期从事上述专业方向研发工作，参与过大型项目或产品设计与研发，具有较强工程经验者优先；作为项目负责人或者主要完成人参加过国家级或者省部级重大科研项目研究者优先。
招聘岗位主要包括两个：“求是计划”青年专职科研人员、“求是计划”博士后。
其中，“求是计划”青年专职科研人员实行年薪制，年薪从35万-18万不等、安家费从40万-22万不等、科研启动费从30万-12万不等。
“求是计划”博士后薪酬采用“工资+科研绩效”的方式发放。工资按照学校专业技术九级标准执行，并缴纳“五险一金”，即养老保险、医疗（含大病）保险、失业保险、生育保险、工伤保险和住房公积金；科研绩效分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个档次，Ⅰ档税20万元/年，Ⅱ档税前10万元/年，Ⅲ档税前6万元/年；专项科研项目经费 4万元。此外，还有补充绩效、博士后公寓、子女入托入学参照学校在职教职工同等待遇等福利。入选国家级各类人才计划，或国家杰出青年科学基金、优秀青年基金会评者，或海外高水平大学和研究机构担任助理教授以上职务或相当职务者，聘任层次和相关待遇一事一议。
【解读1A】
量子信息技术是啥？为啥它这么重要？
近些年，我们从新闻报道中越来越多地听到量子信息技术这个概念。
这次，邬江兴院士也将量子信息技术作为嵩山实验室的第一研究方向。那量子信息技术到底是啥？它有多重要？
“量子是科学家在上个世纪初，为了描述微观世界的状态和微观世界的运动规律，提出来的概念。简单来讲就是不可分割的最小单元这么一个概念。打个比方，人，就是一个人，不是1.2个人或者1.3个人。”南方科技大学校长、中国科学院院士薛其坤曾对量子的概念这样介绍。
河南商报记者了解到，量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”，它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。同时，量子（quantum）是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。
而量子信息技术是以操作微观对象量子，借助量子的独特的物理性质，量子叠加态和量子纠缠效应，通过适配的量子算法在信息技术领域进行应用。
信息工程大学相关专家介绍，量子理论实际上已经有100年的历史，例如电脑芯片中的晶体管、卫星定位系统用到的原子钟、存储信息的电脑硬盘、光纤通信的激光都应用了量子理论。它们把人类带到了现代信息社会。
然而，现在市面上也有不少打着量子“旗号”的产品，例如量子鞋垫、量子水杯等等。薛其坤院士表示，这些产品都是利用量子概念进行炒作。
【解读1B】
量子信息技术的威力：200秒 VS 6亿年
“当前的第二次量子革命科技热潮，以量子信息科技发展为代表，涉及对量子理论更加深入的发展和应用，世界各国都视之为引领未来的颠覆式技术，给予了高度关注和多方位的发展支持。”信息工程大学相关专家告诉河南商报记者。
他介绍，量子信息技术主要分为三大板块，包括量子计算、量子通信和量子测量。近年来，三大领域创新活跃，各种热点与成果层出不穷。
欧盟、美国都纷纷设立相关项目，投入大量资金开展量子领域研究。而我国对于量子信息技术发展也提升到了相当的高度。
2020年10月16日，中共中央政治局曾就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。习近平总书记在主持学习时强调，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。时任清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就相关问题进行了讲解，提出了意见和建议。
相关资料显示，2019年，谷歌曾在《自然》杂志发表论文表示，他们研发的量子计算机成功在3分20秒内完成了传统计算机需要1万年才能处理的问题。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一突破使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。国际学术期刊《科学》发表了该成果，审稿人评价这是“一个最先进的实验”，“一个重大成就”。
不仅计算能力超强，量子计算机还能绕过现有芯片加工技术的壁垒的障碍。仅从量子计算机这一个侧面就可以看到量子信息技术的划时代意义。
在量子算法及量子计算硬件技术快速发展的同时，其强大的算力在破解密码方面有天生优势，进而会对现行主流公钥密码机制构成威胁。量子计算机一旦问世，将对现有信息安全体系产生巨大冲击。
“因此，一方面我们要研发量子计算、另一方面要研发‘量子时代’的密码技术。”相关专家告诉河南商报记者。例如，量子密钥分发技术可以在通信双方之间建立实时、可证安全的密钥，其结合“一次一密”能实现理论上无条件安全的保密通信，在有高安全需求的国防、金融、政务、能源、商业等应用领域可以从根本上解决其信息保密传输的问题。
信息工程大学相关专家表示，在医疗健康、工业制造、金融服务、气象环境、国防和网络安全等国计民生的各个领域将发挥重大作用。
而嵩山实验室未来将要研究的就是如何将各种量子信息技术应用于我们的实际生活。
【解读2】
领域专用软硬件协同，让计算机运行更高效
什么是领域专用软硬件协同计算？
如今，随着海量数据爆炸式增长，计算问题和算法的多样化需求难以满足。计算机生产工艺也逐步遇到瓶颈，越来越难以做到既高效又小巧灵活。
相关领域专家向河南商报记者介绍，领域专用软硬件协同计算就是基于“结构适应应用”的拟态计算思想，建立软件灵活定义与主动认知重构相结合的系统计算架构，使得系统能够灵活地根据不同领域应用的专有计算特征，主动重构出高效能的计算架构。
怎么理解这句话呢？举个拟人化的例子：假设我们的计算机只懂一种计算方式，在某些应用领域，这种单一的计算方式就显得效率极低。而软硬件协同计算，则好比给计算及配备了一个“分析师”，根据不同的计算任务，选择最优的计算方法。在相同的硬件条件下，能更高效地执行任务，或者完成此前不能完成的任务。
这种软硬件协同“改造”既可以针对新产品设计也可以对老产品“技术升级”。
利用软硬件协同计算的理论优势支撑，未来将在人工智能、大数据、信号处理等专用领域形成产业标准和“杀手锏”应用，推动智能计算技术的突破性进展，形成独具特色的技术引领，实现国家科技战略发展的“换道超车”。
【解读3】
应用内生安全，为信息技术产品建立“免疫系统”
第三个方向，是解决行业应用内生安全问题。
频繁出现的网络安全问题，正在成为一个世界性难题，如何满足各行各业对网络安全的重大需求，是嵩山实验室的使命之一。
网络安全问题源于信息技术产品中存在难以杜绝的漏洞后门。在传统概念中，我们经常采用杀毒软件、防火墙等方式进行防护。
“这些都属于用‘亡羊补牢’、‘吃药打针’式的防护思路。”信息工程大学相关专家向河南商报记者介绍，这种防御思路，难以解决未知网络攻击。
“行业应用内生安全，就像给信息技术产品建立一套与生俱来的‘免疫系统’来抵御‘细菌病毒’，让相关产品天然具备抗漏洞后门等已知和未知网络攻击的能力。”该专家表示。
在万物互联的时代，行业应用内生安全技术能够广泛应用于政府和企业信息系统、车联网、智能电网、智慧城市，以及国家新一代信息基础设施建设等行业领域，为支撑构建“一体两翼、双轮驱动”的网络强国战略提供战略级抓手。
【解读4】
数字社会治理现代化，提升老百姓幸福感
嵩山实验室的第四个研究方向就是实现数字社会治理现代化。它事关老百姓家庭生活的健康、安全、绿色，也涉及整个城市的管理和社会的发展。
信息工程大学相关专家向河南商报记者介绍：我们处在信息爆炸式增长的大数据时代，以智慧医疗、智慧城市、智慧交通等为代表的数字社会正影响着人们日常生活的方方面面。
大到相关政府部门的大数据库，小到你的网络购物、出行、金融、医疗等数据都如同马赛克一般，逐步“拼成”我们未来的数字社会、数字生活。
数字生活给我们带来便利的同时，也带来了网络安全、个人数据隐私保护等问题。
从近些年在网络上层出不穷的各种诈骗，以及近期相关部门调查滴滴打车侵犯用户数据隐私问题都是数字社会治理的案例。
以前的数字社会治理，主要以封杀、堵为主要手段。而数字社会治理现代化则是要通过更柔性、更前瞻的手段去治理。
“例如，如何前瞻地从源头预防网络诈骗的发生、保护个人数据的隐私？”相关专家向河南商报记者介绍，这里面涉及到相关政策和技术等多层面问题。例如，政策层面，2021年6月10日，国家有关部门通过《中华人民共和国数据安全法》。从技术层面来说，如何打通数据孤岛、让个人隐私数据匿名化、去关联化？都是要探究解决的问题。
可以说，数字社会治理现代化的研究，就是要一方面维护数字安全，另一方面提升老百姓在数字生活中的幸福感。
【链接解释】
省实验室——国家实验室的“预备队”
在衡量一个地区的科研水平之时，常常会提到，这个地区拥有多少个国家实验室、国家重点实验室、省实验室、省重点实验室……那么这些实验室有什么区别？
河南商报记者了解到，国家实验室为国内实验室的最高级别。国家实验室往往代表了一国相关领域的最高科技水平，堪称“国之重器”。
而国家重点实验室是专注于某一行业、某一领域研究的单一性实验室，依托于高校、科研院所、大型企业，不具有国家实验室交叉、共享等特点。目前，此类实验室全国约有700多家，河南省内有16家。
省实验室和省重点实验室分别对标国家实验室、国家重点实验室。
此次，提出建立嵩山实验室就是对标国家实验室的标准，努力成为其“预备队”。
据了解，除了嵩山实验室，河南在筹建的省实验室还有黄河实验室。
而在全国范围内，从2017年起，上海、北京、广东、浙江、江苏、安徽、四川等多个省市纷纷投入重金、聘请学术“大腕”，甚至当地领导亲自“挂帅”，为布局国家实验室“预备队”——省实验室“招兵买马”。如，自2017年起，广东省先后建设3批共10家省实验室，单个实验室占地1000亩、3000名科研人员、首期投入50亿元成为“标配”。其中，作为2017年首批建设的鹏城实验室、松山湖实验室分别斥资135亿元和120亿元；苏州投资200亿建姑苏实验室；浙江目前共打造了6个省实验室，每家投资约100亿……
