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科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

来源:光明网-科普中国2025-08-04 11:34

  编者按:党的二十届三中全会强调,教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。实现高水平科技自立自强,归根结底要靠高水平创新人才。中国科协科普部联合光明网推出“科学报国正当时”栏目,解读高校科技类学科设置、人才培养模式,引导广大青少年把个人理想追求融入国家发展伟业,赓续科学报国传统,筑牢科技创新的根基和底座。#千万IP创科普

  作为服务国家重大战略的重点学科方向之一,2020年“量子信息科学”被首次列入本科专业目录。今年政府工作报告两度“点名”量子科技,并明确要“培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。”当前,量子信息科学迎来了前所未有的发展机遇,已从“前瞻布局”转向“核心培育”。量子信息科学究竟是什么?它能否改变未来世界?本期《科学报国正当时》栏目带您一探究竟。

科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

  “量子信息科学是一门涉及量子力学与信息学的前沿交叉新兴学科,简单来讲,就是利用量子特有的性质,像量子叠加、量子纠缠这些神奇现象,来处理、传输和存储信息,解决传统信息学无法解决的问题。”广东工业大学物理与光电工程学院校聘副教授胡骁龙介绍,该专业一般包括量子通信、量子计算、量子精密测量三个方向,分别能实现无条件安全的信息传输、快速并行计算、对物理量的精密测量。

科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

  很多人认为量子信息离我们的生活还很遥远,实则它已在身边出现。比如“墨子号”科学卫星,实现了量子纠缠分发和量子密钥分发实验,代表着可用卫星进行量子通信;“京沪干线”城际量子通信网络,作为已落地的量子通信应用,为北京、上海及沿线大城市中对保密需求较高的单位提供量子通信服务。

  在量子计算方面,近年来,我国同样取得了丰硕成果,“九章”系列和“祖冲之”系列量子计算机在特定的问题求解上,表现出超越经典计算机的能力。

科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

  “世界不会因为量子信息科学而完全改变,但可以改变一点。”胡骁龙表示,量子信息科学和经典计算的侧重点不同,它属于交叉学科,学习的关键是打好物理基础。低年级时,学生要学习普通物理和“四大力学”等课程,与正常物理学专业内容基本一致。在此基础上,还会学习量子信息基础、信息论基础等课程。只有学完这些,学生才能大致了解量子信息的基本理论框架。

  “之后有两个学习方向,一个是前沿理论课程,如现代原子、分子理论、凝聚态基础等,对升学帮助很大;另一个是光电类课程,如激光原理、光纤通信系统等,能帮助学生更好地适应具体工作岗位。”胡骁龙说

科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

  “它培养的是能在量子信息科学领域从事研究、开发、应用等工作的高级专门人才。”在胡骁龙看来,拥有扎实的物理和数学基础,对量子信息科学感兴趣的学生都可以报考。

  如今,量子科技已经成为世界争先研发的热点,而神秘的量子世界也深深吸引着胡骁龙。“在量子世界里面,一个量子比特它既可以是0也可以是1,或者同时既是0又是1。你可以通过某些操作让它某些时刻表现成0,某些时刻表现成1,我觉得这太神奇了。”

科学报国正当时|名字玄、门槛高?看量子信息科学如何重塑未来

  胡骁龙选择从事量子密钥分发的理论研究。2018年,他所在的课题组提出“发或不发”量子密钥分发协议,解决了远距离高效安全通信的难题,并通过多年与中科大合作实验,实现了超过1000公里的量子密钥分发通信,至今仍保持世界第一的通信距离。

  胡骁龙表示,科学研究很难一下子就找到最后的正确答案,都是靠一步一步踏踏实实积累,不断试错,在迷茫中找方向。而量子信息科学正是通过一个个“改变一点”的突破,累积成未来的巨大变革。

 

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出品人

杨 谷

总监制

宋乐永 战 钊

总策划

宋雅娟 蔡 琳

记者/编导

肖春芳 蔡 琳

校 对

程丽华(实习) 丰菲扬(实习)

统 筹

张 蓉

特别鸣谢

广东工业大学

联合出品

中国科协科普部 光明网

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[ 责编:张梦凡 ]
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