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        培養科學興趣 量子計算進入中學課堂

        2020年12月29日 07:20   來源:科技日報   

          本報記者 過國忠 通訊員 顏丙松

          今年9月,習近平總書記在科學家座談會上的講話提出,科學興趣的引導和培養要從娃娃抓起。

          日前,江蘇省錫山高級中學“量子計算理論與實驗”正式開課。這是量子計算首次進入我國中小學課堂,引起了社會的高度關注。

          那么,學校如何讓艱深理論做到通俗易懂?量子理論的思維方式,對于中學生而言有何重要意義?12月28日,科技日報記者采訪了學校相關領導與專家。

          巧妙的類比,講出量子力學的趣味性

          在江蘇省錫山高級中學唐江澎校長看來,對量子科技人才的培養不僅僅是高校、研究所的責任,基礎教育也需要加強基礎理念和科學素養的培養,量子計算課程進入中小學課堂,就是一次在基礎教育領域對量子人才創新培養的有益探索。

          如何開設“量子計算理論與實驗”課?江蘇省錫山高級中學充分發揮課程開發的優勢,通過開展“產學研育一體化”合作,撰寫課程綱要,精心制作課件,共同打磨課程,形成規范配套的教學課程。

          22日,中國科學技術大學核與粒子物理專業博士陳明來到學校,給學生們上了第一堂“量子計算原理與實驗”課。目前,學校安排為每周二節課。

          唐江澎告訴記者,神奇的量子世界具有諸多神奇的特性。老師通過巧妙的類比,講出量子力學的趣味性,同學們會更容易接受量子力學基本概念。

          比如說,量子疊加我們稱之為“分身術”,就是一個量子可以同時存在好幾種狀態;量子的糾纏特性我們稱之為“心靈感應”,有兩個共同來源的微觀粒子,只要其中一個粒子狀態發生變化,另一個狀態立即會發生相應變化。

          “我們還給同學們開了書單,如《量子計算與量子信息原理》《上帝擲骰子嗎——量子物理史話》等,課余可以自己讀書研究,加深理解。”陳明說。

          記者了解到,學校基于國儀量子金剛石量子計算教學機,同學們可以親手做實驗,如連續波實驗、拉比振蕩實驗、回波實驗、T2實驗、DJ實驗等,讓同學們體驗量子計算與普通計算的不同之處,探索量子計算在新藥研究、大數據算法、密碼破解等領域的應用。通過做實驗,同學們可以更為直觀地感知量子世界,效果非常好。

          量子科技人才,尚未形成梯隊儲備

          量子科學作為物理學、信息學、計算機科學和材料科學等眾多學科研究的重大突破口,已成為國際前沿科技研究必爭的制高點,會對國家安全、國防軍事、產業經濟、金融等領域乃至人類社會產生革命性影響。

          專家介紹,在美國,量子計算教育已經被寫入全國K12教育法案。這是由于量子技術發達和普及,終將把人類社會帶入量子時代。

          我國科技工作者已經站在了“第二次量子科學革命”的最前沿,但后續量子科技的人才培養還很急迫,尚未形成梯隊儲備。

          因此,超前將量子理論的思維方式傳授給孩子,可以讓他們迅速融入世界發展的最前沿,培養其濃厚的科學興趣。

          “熱愛的力量是巨大的,超越一切功利性的選擇。而持久的熱愛必將推動一大批創新人才的成長。”唐江澎說,未來,我們將深化校企合作,讓量子科學教育惠及更多中小學學生。(科技日報無錫12月28日電)

        (責任編輯:孫丹)

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