量子信息科学是中国普通高等学校本科专业,2021年,量子信息科学列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单。
随着我国经济社会的发展,为适应国家战略、科技创新和社会发展的需求,高校专业结构在不断优化调整。
专业介绍
量子信息科学是量子力学与信息学交叉形成的一门边缘学科。它以量子光学、量子电动力学、量子信息论、量子电子学、以及量子生物学和数学等学科作为直接的理论基础,以计算机科学与技术、通信科学与技术、激光科学与技术、光电子科学与技术、空间科学与技术(如人造通信卫星)、原子光学与原子制版技术、生物光子学与生物光子技术、以及固体物理学和半导体物理学作为主要的技术基础,以光子(场量子)和电子(实物粒子)作为信息和能量的载体,来研究量子信息(指光量子信息和量子电子信息)的产生、发送、传递、接收、提取、识别、处理、控制及其在各相关科学技术领域中的最佳应用等。2021年,量子信息科学列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单。
量子教育是各国的未来之争
“广基础、重交叉、注重科研实践、理论实验相结合,应是量子信息科学专业的主要培养特色。”我国在量子信息科学领域研究工作与国际同步,并且在许多方面居于国际领先地位,为我国量子信息科学的发展奠定了坚实的实验基础。除中国科大外,我国的山西大学、中国科学院物理研究所等单位也开设了量子信息科学的研究生课程,国内许多高校都在开设类似的选修课。
“新设立量子信息科学专业,可以说是把以前分散在学校的信息学院、计算机学院、物理学院、软件学院等不同学院的课程集中起来打磨,融合在一起。” 从教学的角度来讲,这应该是个应用基础学科,是以应用和产业发展为目标和牵引的,而非纯粹的基础学科。
应更加注重产业的牵引和融入
“这个专业的核心课程当然会包含一些量子信息的前沿课程,比如量子信息实验、量子通讯和密码、量子计算机科学等。”本科阶段应该打好基础,首先要学好基础课程,比如信息学、量子力学、量子信息导论等,还应当掌握好数学这一基础工具,比如线性代数等。
“国家着眼科技发展布局,在本科阶段开设量子信息科学专业,从人才的培养角度来讲,开始进行专业的引领,研究生的招生基数就会大很多,各层次人才都会得到极大的补充和培养。”
未来发展
量子科学和技术其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航,包括医院里的磁共振成像等等,无一不得益于量子科学和技术。
用发展的眼光看,随着微纳加工、超冷原子量子调控等技术的不断进步,人类将能够制备出越来越复杂、功能越来越强大的各种人造量子系统。例如包括量子计算机芯片在内的各种量子电路,其功能和信息处理能力将远远超过我们正在使用的经典芯片,并且更加节能;再如可望制备出达到量子极限的能量收集和转换器件,将引发能源变革;也有望大幅提升对时间、位置、重力等物理量超高精度的测量,不仅实现超高精度的潜艇定位、医学检测等,也将加深对物理学基本原理的认识。
总之,量子科学和技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便和更绿色的生活方式。
量子信息科学专业开设院校及其排名:
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