北京耀华国际学校-亦庄校区丨科学家进校园：神奇的量子世界之旅

来源：江南官网app下载时间：2024-01-30

量子力学自上世纪诞生以来，催生了晶体管、激光、原子钟等重大发明，引发“第一次量子革命”。

进入本世纪初，量子信息、量子计算、量子精密测量等新型技术的发展又带来“第二次量子革命”。2022年，瑞典皇家科学院将诺贝尔物理学奖授予法国物理学家Alain Aspect教授、美国物理学家John F. Clauser教授、奥地利物理学家Anton Zeilinger教授，以表彰他们在量子信息科学领域的先驱性工作。

什么是量子信息？它将如何革新传统信息技术，改变我们的生活？在于9月25日举行的“科创大讲堂：量子信息科技飞跃”讲座中，中国科学技术大学徐飞虎教授走进上海耀中浦东校区，耀中耀华同学们有机会在校园内同科学家近距离交流，探索神秘量子世界的广阔想象空间。

徐飞虎教授在量子通信、单光子成像等量子信息科学领域成就卓越，在Nature，Nature Photonics等发表100余篇期刊论⽂，并曾获科学探索奖、国际量⼦技术青年科学家奖、《麻省理⼯科技评论》“35岁以下科技创新35⼈”等科学奖励。

讲座中，徐教授追溯人类进化及通信技术发展历史，引出人类如何交流信息、如何处理信息以及如何保护信息安全这三大始终存在的问题。尽管第一次量子革命推动了计算机、互联网、手机等重大应用的诞生，但传统信息技术仍旧面临硅晶体管物理极限、信息安全等挑战。

徐教授认为，经过一个多世纪的发展，量子物理恰恰能为这些难题提供解决方案。他以深入浅出的方式向同学们介绍了量子叠加、量子纠缠、量子密钥分发、量子隐形传态等概念，包括“薛定谔的猫”这一著名思想实验。

在此基础上，他进一步分享了中国在量子通信应用领域的发展及突破，比如在著名量子物理学家潘建伟教授的带领下研制，于2016年发射升空的世界首颗量子科学实验卫星——“墨子号”，为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。值得一提的是，在去年香港科技创新教育联盟举办的2022 “科创大讲堂”启动仪式暨“香港学校科学教育荣誉讲师”聘用仪式上，潘建伟教授成为香港耀中科学教育荣誉讲师。

讲座后半段，徐教授将同学们的视野带往未来，介绍了量子互联网、量子计算、量子计算与人工智能结合等重要发展方向，并详细介绍了他和团队在非视域成像领域的研究，这一“隔墙观物”的技术引得同学们发出赞叹。

在讲座最后，徐教授引用17世纪天文学家约翰尼斯·开普勒的一句话，“让我们创造出能抵达天际的船只和风帆吧，定有许多人无惧于茫茫旷野”，鼓励学生们保持好奇，勇敢探索。

约300名来自上海及浙江桐乡的耀中耀华学生及教师现场参加了本次讲座，香港耀中以及其他耀中耀华学校的师生们则观看了讲座直播。

问答环节中，众多同学踊跃提问。上海耀中的学生问徐教授，如果能穿越时空见到爱因斯坦，他将同爱因斯坦说些什么。徐教授表示，爱因斯坦是量子力学的奠基人，若能见面，他将向爱因斯坦传达量子力学给世界带来的诸多改变。此外，有同学就量子科技的未来发展进行提问。来自临港耀华的同学则向教授请教了自己对不确定性原理与波尔对应原理的疑问。

香港会场的同学们同样提出了十分深刻的问题。有同学问及，徐教授有否预见未来人工智能和量子计算的互动，以及人工智能是否有潜力在量子计算机上有更快速的发展。还有同学就不断增长的国际合作询问了徐教授的意见。徐教授以个人经验作分享，他表示，在未来的量子研究中，自己的团队与中国科学家都会对科学研究开持开放态度，比如“墨子号”卫星发射后，中国科学家与德国、加拿大进行了广泛深入的合作。他相信，正是由于各国科学家之间的友好竞争，科学技术才得以不断发展。

耀中耀华教育网络未来教育部主管贺启思博士（Dr Christopher Hurley）代表机构向徐教授致以谢意。他表示，徐教授的分享启迪了年轻学生们的思考，开拓了他们关于宇宙及现实的认知。他鼓励学生们以徐教授的讲座为契机，思考自己如何行动，为世界带来积极改变。

活动结束后，徐教授表示，耀中耀华学生对未来世界充满好奇心与兴趣，有一些同学尤其对物理、对新的技术充满好奇心，这点很难能可贵。

“与科技结盟”，是耀中耀华的使命之⼀，我们致⼒培养学⽣对科技的探索热情，积极为学⽣创造参与前沿科技探索的机会。为此，耀中耀华教育⽹络与香港科技创新教育联盟建立了长期的合作伙伴关系，支持学校的科创教育发展。

通过“科创⼤讲堂”活动，我们邀请知名科学家为学⽣开设科普讲座，使学⽣近距离地⾛近科学家的⼯作，理解科学家精神，了解最前沿的科学研究成果与探究⽅法，增进科学探索的好奇⼼。

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