離子阱量子計算虛擬仿真實驗教學系統是中國人民大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：離子阱量子計算虛擬仿真實驗教學系統
- 課程負責人：張威
- 建設院校：中國人民大學
- 授課教師：張翔、高奎意、王善才
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
本實驗服務於我國在量子信息技術領域緊缺人才的培養:當前隨著信息技術的突飛猛進，經典計算機的構架已經接近極限，摩爾定律已經難以為繼。因此，量子信息和量子計算已經成為世界各國科技竟爭的焦點。2020年10月，習近平總書記在中共中央政治局第24次集體學習中指出:“要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性，加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋。”探櫃立《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》將量子信息確立為具有前瞻性和戰略性的國家重大科技項目，並提出了“加快布局量子計算、量子通信、神經晶片、DNA存儲等前沿技術”的要求。在量子計算與模擬的物理實現中，離子系統是最早提出的實驗系統，也是一直處於引領地位的系統之一。在不遠的將來，在基於囚禁離子系統的量子模擬和量子計算領域有望出現能夠展示量子優越性的大規模通用量子計算平台和量子仿真器。在此關鍵時刻，在本科教學中引入相關內容，能有效地培養學生對該領域的興趣、縮小與科學前沿之間的距離、射阿只服務我國在量子信息技術領域緊缺人才培養。
教學目標
一、實驗系統以指導學生掌握離子阱實驗與量子計算的基本知識為主要目標:
1、熟知離子阱量子計算實驗系統的基本操作以及注意事項;
2、通過引入可自定義的底層子模組、虛擬設備或自動化程式提高學生對於光學、電磁學、熱學、統計物理、原子分子物理、數字/模擬電路、信墊去號處理等課程知識的實踐能力。
3、掌握用離子阱量子計算實驗系統完成常見量子計算任務的基本原理和方法;
二、實驗系統以培養學生的實踐能力和創新意識為宗旨:
在教學與實驗設計過程中始終圍繞"以探究為核心"的理漿戶邀念，讓提祝舟學生在實踐中學習相關知識。學生可自由搭建離子阱實驗光/電路系統，模擬相關參數設定，實時獲得效果反饋，實驗系統還提供了廣闊的探索空間，有效激發學生的學習興趣、求知慾和創新思維，培養學動手操作能力、邏輯推理能力、抽象思維能力、分析問題解決問題的能力﹔培養學生實事求是、嚴謹的科學態度以及探究事物本質的能力。
三、實驗系統以培養學生整盼循槓前沿思維為導向:
目前基於量子物理的量子信息科技代表著新時代信息技術的發展方向。量子計算與量子獄端巴良模擬是目前量子信息技術核心的研究方向，在其物理實現中，離子阱系統一直處於引領的地位。本項目內容可有效讓學生熟悉前沿的離子阱系統，並引導學生了解量子計算與量子模擬的最新進展，為我國量子計算的發展提供支撐。
