要闻 | 华中师范大学依托国仪量子教学机开设量子信息基础课程
发布时间 : 2020/11/02 阅读次数 : 109 推荐产品 : 金刚石量子计算教学机 

近期,华中师范大学物理科学与技术学院依托国仪量子金刚石量子计算教学机开设的《量子信息技术基础》实验课程正式开课


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课程现场



01
量子技术发展背景&现状


2014年,英国《自然》杂志吹响“第二次量子革命”的号角。以量子信息技术为代表的量子调控,是量子力学的最新发展,其带来了“第二次量子革命”。人类对量子世界的探索已从单纯“探测时代”走向主动“调控时代”,成为解决人类对能源、环境、信息等需求的重要新手段、新技术。


2018年9月,美国发布了量子信息发展国家战略书,特别强调了量子技术和量子科技在国家战略中的重要性。欧盟从2018年开始,投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划。英国早在2014年就发布了量子科技发展蓝图并在牛津大学等高校建立量子研究中心,投入约2.5亿美元培养人才。


2016年,我国发布了《“十三五”国家科技创新规划》,其中强调了量子技术发展的重要性,量子通信与量子计算被列为“十三五”科技规划100项重大技术与工程项目的前三位。日前,中共中央政治局也专门就量子科技研究和应用前景举行了第二十四次集体学习,中共中央总书记习近平在学习中特别指出,要培养造就高水平人才队伍。要加快量子科技领域人才培养力度,加快培养一批量子科技领域的高精尖人才,建立适应量子科技发展的专门培养计划,打造体系化、高层次量子科技人才培养平台。


2019年10月谷歌公司发布论文宣称已成功演示“量子霸权”,引来中外媒体纷纷报道,其研发的量子系统只用了约200秒就完成了经典计算机大约需要1万年才能完成的计算任务,这一划时代的技术进展是量子计算研究也是量子技术应用的一个重要里程碑。IBM亦成功研制50多比特的量子计算机原型,虽然技术离真正付诸实用尚需时日,但美国已经在考虑对量子计算等技术领域设置出口禁令,我们不禁要问中国如何在未来的量子技术应用领域不被外国“卡脖子”并实现领先?


02

量子教育


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量子技术应用广泛


现阶段,与量子技术快速发展不相适应的是,我国量子技术从业人员严重缺乏,工程技术人员对量子技术的理解不够深入、实操能力不足,这些已严重限制该技术发展和应用。


人才的匮乏源于教育的缺失,更源于教育方式的桎梏,虽然目前很多高校开设了量子力学相关课程,但是现有的课程和教材从思维模式和体系结构上,大多侧重讲述物理原理和基础方案的验证性实验,缺乏类似工科专业教学的案例、教材和实验资源。


物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。—— 普朗克

量子力学的教育,离不开量子理论和实验的紧密结合。推进量子力学学科建设,完善和创新学科教学内容、教学方法、教学手段,不仅符合我国建设量子技术科技强国的国家需求,还能解决高校量子技术相关应用型人才培养的实际问题。



03

华中师范大学物理科学与技术学院教学机开课


华中师范大学物理科学与技术学院源于1903年文华大学物理系,弦歌百年,蜚英腾茂。建系早期,一批从国外归来的著名学者曾先后在这里任教和从事科学研究。他们言传身教,筚路蓝缕30年,奠定了华中师范大学物理学科的基础。


物理科学与技术学院的物理学专业是国家高等学校特色专业、湖北省高校本科品牌专业,是国家理科(物理学)基础科学研究和教学人才培养基地。学院以建设“国内一流,国际知名学院”为目标,注重加强课程建设与教学改革,大力促进人才培养模式的创新。


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华中师范大学物理科学与技术学院


学校一直非常重视本科生的物理实验教学,鼓励教师拓展实验内容,开发新的实验项目。物理实验中心副主任吴青林老师了解到我们金刚石量子计算教学机设备后,就积极与我们进行联系。国仪量子也依据专业技能及经验积极配合华中师范大学物理科学与技术学院做好课程开设相关工作,并基于其发展特色课程定位提供了定制服务。


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华中师范大学物理科学与技术学院将基于金刚石量子计算教学机的实验课程命名为《量子信息技术基础》,目前国仪量子已完成对授课老师的开课前培训,将会在本学期面向第四学年第一学期的物理学专业学生开课,该课程作为四级实验开设在大学物理实验中心,课程设计为16个学时,计1学分。


实验课程本学期一经推出就受到学生的热情关注,同学们普遍表示通过教学机生动形象的实验课程学习,让他们更加深入理解了量子力学的相关知识,课程的开设得到了学校师生的一致好评。


04

金刚石量子计算教学机简述


金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学,推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心,以自旋磁共振为原理的设备,通过控制光、电、磁等基本物理量,实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出,从而实现量子计算等功能的教学仪器。


该仪器可以在室温大气下运行,无需低温真空环境,使得设备有着几乎为零的运行成本,桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境,无论是课堂还是实验室,都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此,金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试,多功能的软件支持支持自定义脉冲序列编写。


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国仪量子金刚石量子计算教学机


金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作,方便教师展示教学,激发学生的兴趣和想象力,提高学科水平和教学质量。


基于金刚石量子计算教学机,国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务,让学校和老师们更轻松的开设相关实验课程。


此外,近期国仪经申报获批了四大类总计50项教育部高教司发布的2020年第一批产学合作协同育人项目,欢迎对入选项目感兴趣的申报高校积极与我们联系。


华中师范大学量子计算实验课程的顺利开启对国内高校探索量子教育发展与应用具有十分积极的影响,对华中师范大学在量子教育的发展创新也都有重要的意义,未来,国仪量子也将与包括华中师范大学在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行,为量子技术人才的培养与教育、为中国高科技的发展与创新、为量子技术科学强国做出更多贡献!


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