上海大學(xué)依托國(guó)儀量子教學(xué)機(jī)開啟量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)課程

2020年8月26日，上海大學(xué)理學(xué)院量子人工智能科學(xué)技術(shù)研究中心（Quantum Artificial Intelligence for Science and Technology, QuArtist）依托國(guó)儀量子金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)開啟堂量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)課。

2014年，英國(guó)《自然》雜志吹響“第二次量子革命”的號(hào)角。以量子信息技術(shù)為代表的量子調(diào)控，是量子力學(xué)的新發(fā)展，其帶來(lái)了“第二次量子革命”。人類對(duì)量子世界的探索已從單純“探測(cè)時(shí)代”走向主動(dòng)“調(diào)控時(shí)代”，成為解決人類對(duì)能源、環(huán)境、信息等需求的重要新手段、新技術(shù)。

2018年9月，美國(guó)發(fā)布了量子信息發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略書，特別強(qiáng)調(diào)了量子技術(shù)和量子科技在國(guó)家戰(zhàn)略中的重要性。歐盟從2018年開始，投入10億歐元實(shí)施“量子旗艦”計(jì)劃。英國(guó)早在2014年就發(fā)布了量子科技發(fā)展藍(lán)圖并在牛津大學(xué)等高校建立量子研究中心，投入約2.5億美元培養(yǎng)人才。

2016年，我國(guó)發(fā)布了《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，其中強(qiáng)調(diào)了量子技術(shù)發(fā)展的重要性，量子通信與量子計(jì)算被列為“十三五”科技規(guī)劃100項(xiàng)重大技術(shù)與工程項(xiàng)目的前三位。

谷歌量子技術(shù)團(tuán)隊(duì)

2019年10月谷歌公司發(fā)布論文宣稱已成功演示“量子霸權(quán)”，引來(lái)中外媒體紛紛報(bào)道，其研發(fā)的量子系統(tǒng)只用了約200秒就完成了經(jīng)典計(jì)算機(jī)大約需要1萬(wàn)年才能完成的計(jì)算任務(wù)，這一劃時(shí)代的技術(shù)進(jìn)展是量子計(jì)算研究也是量子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要里程碑。IBM亦成功研制50多比特的量子計(jì)算機(jī)原型，雖然技術(shù)離真正付諸實(shí)用尚需時(shí)日，但美國(guó)已經(jīng)在考慮對(duì)量子計(jì)算等技術(shù)領(lǐng)域設(shè)置出口禁令，我們不禁要問中國(guó)如何在未來(lái)的量子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不被外國(guó)“卡脖子”并實(shí)現(xiàn)chao越？

量子技術(shù)應(yīng)用廣泛

現(xiàn)階段，與量子技術(shù)快速發(fā)展不相適應(yīng)的是，我國(guó)量子技術(shù)從業(yè)人員嚴(yán)重缺乏，工程技術(shù)人員對(duì)量子技術(shù)的理解不夠深入、實(shí)操能力不足，這些已嚴(yán)重限制該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。

人才的匱乏源于教育的缺失，更源于教育方式的桎梏，雖然目前很多高校開設(shè)了量子力學(xué)相關(guān)課程，但是現(xiàn)有的課程和教材從思維模式和體系結(jié)構(gòu)上，大多側(cè)重講述物理原理和基礎(chǔ)方案的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏類似工科專業(yè)教學(xué)的案例、教材和實(shí)驗(yàn)資源。

物理定律不能單靠“思維”來(lái)獲得，還應(yīng)致力于觀察和實(shí)驗(yàn)。

—— 普朗克

QuArtis中心開課現(xiàn)場(chǎng)

此外，上海大學(xué)計(jì)劃將基于國(guó)儀量子金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)給研究生及理學(xué)院的本科生開設(shè)量子計(jì)算課程，新學(xué)期開學(xué)后就會(huì)啟動(dòng)開課籌備相關(guān)工作，其中包括課程內(nèi)容選擇，課程方案設(shè)計(jì)等。國(guó)儀量子也將依據(jù)專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)積極配合上海大學(xué)做好課程開設(shè)相關(guān)工作，基于其課程定位提供定制服務(wù)，一起為我國(guó)量子教育發(fā)展及量子技術(shù)人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。

金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)是國(guó)儀量子為了更好地促進(jìn)量子力學(xué)和量子計(jì)算相關(guān)的教學(xué)，推出的quan球首款、面向大眾的基于金剛石中NV色心，以自旋磁共振為原理的設(shè)備，通過控制光、電、磁等基本物理量，實(shí)現(xiàn)對(duì)NV色心發(fā)光缺陷的自旋進(jìn)行量子操控和讀出，從而實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算等功能的教學(xué)儀器。

該儀器可以在室溫大氣下運(yùn)行，無(wú)需低溫真空環(huán)境，使得設(shè)備有著幾乎為零的運(yùn)行成本，桌面型的設(shè)計(jì)讓它能適應(yīng)各種不同的教學(xué)環(huán)境，無(wú)論是課堂還是實(shí)驗(yàn)室，都能輕松進(jìn)行量子力學(xué)和量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)。不僅如此，金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)豐富的硬件模塊支持學(xué)生動(dòng)手搭建和調(diào)試，多功能的軟件支持支持自定義脈沖序列編寫。

國(guó)儀量子金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)

金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)可以幫助和促進(jìn)高校、科研機(jī)構(gòu)在開設(shè)、優(yōu)化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課、近代物理實(shí)驗(yàn)課、量子信息科學(xué)專業(yè)課程的相關(guān)工作，方便教師展示教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的興趣和想象力，提高學(xué)科水平和教學(xué)質(zhì)量。

基于金剛石量子計(jì)算教學(xué)機(jī)，國(guó)儀量子可以提供包括實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)講義、教學(xué)視頻、教學(xué)課件、示范課培訓(xùn)等量子計(jì)算教學(xué)相關(guān)的整體配套解決方案定制服務(wù)，讓學(xué)校和老師們更輕松的開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。

QuArtist中心量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)課堂的順利開啟對(duì)上海大學(xué)在量子教育的發(fā)展創(chuàng)新有著重要的意義，未來(lái)國(guó)儀量子也將與包括上海大學(xué)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)各大高校院所共同努力、砥礪前行，為量子教育事業(yè)的發(fā)展、為量子技術(shù)人才的培養(yǎng)、為中國(guó)高科技的發(fā)展與創(chuàng)新、為量子技術(shù)科學(xué)強(qiáng)國(guó)做出更多貢獻(xiàn)！