十月要闻 聚焦深大 | 深圳大学金刚石量子计算教学机实验课程正式开课
发布时间 : 2019/10/24 阅读次数 : 188


2019年10月深圳大学物理与光电工程学院金刚石量子计算教学机实验课程《量子操控与量子计算》正式开课




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量子教育背景


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量子技术应用领域广泛


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。


我国也在《“十三五”国家科技创新规划》中强调了量子技术发展的重要性,把量子信息列为国家优先发展战略,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。


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深圳大学


在此背景下,一方面各大高校、科研院所不断加大科研投入,另一方面随着量子科研的不断深入,各大高校的量子教育也在加大投入与创新,这其中,深圳大学是粤港澳地区首个依托金刚石量子计算教学机对量子技术和量子科技实验进行教学和探索的高等院校



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量子教育现状


要成为量子技术科学强国绝不是一代人的事,这离不开每一代人的努力,因此量子技术人才的教育和培养十分重要。与量子技术快速发展不相适应的是,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,这些已成为限制该技术发展和应用的严重瓶颈。


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量子力学


人才的匮乏源于教育的缺失,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。


然而量子力学的研究和教育,离不开量子理论研究和实验研究的紧密结合。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。


深圳大学物理与光电工程学院在这方面走在了国内的前沿,2019年10月依托于国仪量子金刚石量子计算教学机的实验课程《量子操控与量子计算》正式开课。



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金刚石量子计算教学机


为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学,国仪量子推出了全球首款、面向大众的金刚石量子计算教学机


金刚石量子计算教学机,是一台基于金刚石中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。


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金刚石量子计算教学机


该设备是一款能够在室温大气条件下运行的真实量子计算机,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与量子计算的实验教学。



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物理与光电工程学院


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深圳大学物理与光电学院是2019年1月根据学校学科调整,由原光电工程学院、原物理与能源学院及原电子科学与技术学院(光电相关部分)合并组建。


其办学历史可以追溯到1985年建立的应用物理系。2006年,由原理学院应用物理系、核技术应用研究所和原师范学院物理教育系组建了物理科学学院,2015年12月物理科学学院更名为物理与能源学院。2006年,由原工程技术学院电子科技系、光电信息系组建了电子科学与技术学院。


2007年,在光电子学研究所基础上建立光电工程学院,在院、所创始人牛憨笨院士的带领下,建立了围绕光电和测控领域的完整学科群。


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物理与光电工程学院


物理与光电工程学院现有光电信息科学与工程、物理学(含师范物理方向)、测控技术与仪器、核工程与核技术4个本科专业,光学工程、物理学一级学科硕士点、光学工程一级学科博士点和光学工程博士后流动站。现有在读本科生1599名,硕士生487名,博士生96名,在站博士后169名。


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深圳大学校园剪影


学院先后建成15个省部级、市级科研平台,获得国家科技进步奖4项、广东省科技进步奖5项、深圳市科技进步奖12项,一批代表性论文发表在《Nano Letters》、《Physical Review Letters》、《Nature communications》等国际著名期刊上,雄厚的科研实力,先进的科研平台,以及充满活力的科研团队和浓厚的学术氛围,为学院师生的发展与培养创造了优越的学术环境。



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教学机开课


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蒋占峰老师为学生讲解教学机软件的操作


深圳大学的金刚石量子计算教学机实验课程《量子操控与量子计算》设计在物理与光电学院的近代物理必修课中,实验课程内容包括有:连续波实验、拉比振荡实验、T2实验、回波实验和DJ算法实验。


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蒋占峰老师为学生讲解教学机产品原理


《量子操控与量子计算》实验课程于十一国庆后的第一周开课,每周三次课,分别安排在周二下午、周二晚上和周四下午,每次课程四个课时,课程中学生分为两两一组协同进行实验操作。


课后,学生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。


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学生操作教学机现场


深圳大学金刚石量子计算教学机实验课程的顺利开课对探索量子技术发展与应用具有十分积极的影响,对国仪量子在量子领域的深入研发、对深圳大学在量子教育的发展创新也都有重要的意义。


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