培養科學興趣 量子計算進入中學課堂講出量子力學的趣味性

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。( 記者過國忠 通訊員顏丙松)