发布时间：2025-05-20 人气：26 作者：Jason
定位：面向高中理科特长班（或选修课），结合上海科创中心定位，培养量子思维与前沿技术兴趣
目标：
理解量子计算基础概念（叠加、纠缠、量子比特）
掌握至少1种量子算法（如Deutsch-Jozsa）的数学原理
完成IBM Quantum Experience平台基础操作
参与上海量子科研院所开放课题
| 周次 | 主题 | 核心内容 | 上海特色实践 |
|---|---|---|---|
| 1-2 | 量子物理基础 |
- 经典比特与量子比特差异 - 双缝实验（光电子版本演示） |
参观上海光源（SSRF）同步辐射装置，观察微观量子效应 |
| 3-4 | 量子比特可视化 |
- 布洛赫球表示法 - 使用Qiskit创建量子态 |
在张江量子信息实验室体验超导量子芯片操控（穿戴低温防护服进入-273℃实验室） |
| 5-6 | 量子门与线路设计 |
- 单量子门（X/Y/Z/H） - 纠缠门（CNOT）操作原理 |
利用上海交通大学"量子沙盒"软件模拟陆家嘴金融数据传输加密场景 |
| 7-8 | 量子算法初探 |
- Deutsch算法数学推导 - Grover搜索算法应用场景 |
参与浦发银行量子金融挑战赛（中学生组），优化投资组合模型 |
| 9-10 | 量子纠错与硬件前沿 |
- 表面码纠错原理 - 上海微系统所"祖冲之号"芯片解析 |
临港新片区量子计算云平台远程接入，对比中美量子计算机性能差异 |
| 11-12 | 量子机器学习 |
- 量子支持向量机 - 量子神经网络架构 |
使用华为盘古量子模拟器优化虹桥交通枢纽人流预测模型 |
| 13-14 | 行业应用工作坊 |
- 量子化学（药物分子模拟） - 量子优化（物流路径规划） |
对接上海药物所真实课题：用Variational Quantum Eigensolver计算青蒿素分子结构 |
| 15-16 | 创新项目孵化 |
- 分组完成量子计算课题 - 成果展示与院士评审 |
优秀项目直通"未来科学家论坛"，获推荐参加ISEF/丘成桐中学科学奖 |
校内实验室：
偏振光量子模拟套件（演示叠加态）
量子光学实验台（单光子源制备，类比量子纠缠）
校外基地：
张江量子信息科技实验室（超导量子计算机实操）
临港国家实验室（离子阱量子计算机参观）
IBM Quantum Experience：分配10小时/人的量子计算资源配额
本源量子云平台：对接"祖冲之号"芯片进行基准测试
华为HiQ：本地部署量子机器学习开发环境
主教材：《量子计算与量子信息》（上海科技出版社青少年版）
实验手册：《从九章算术到量子九章——上海中学量子实验指南》
视频库：中科院上海分院院士录制的"量子计算30讲"微课
| 维度 | 评价方式 | 上海特色案例 |
|---|---|---|
| 知识掌握 |
- 量子态制备虚拟实验报告 - 量子门组合设计挑战赛 |
在徐汇滨江AI大厦进行量子编程限时赛（使用真实量子芯片） |
| 创新能力 |
- 量子金融/生物/交通应用提案 - 参与上海量子产业联盟"金点子"计划 |
2024年获奖案例：南洋模范中学《基于量子退火的静安寺商圈停车优化》 |
| 工程实践 |
- 量子纠错编码实现度评估 - 低温控制系统操作认证 |
复旦大学微电子学院颁发"量子芯片操作员（初级）"证书 |
| 学术规范 |
- 量子计算伦理辩论赛 - 撰写《量子技术发展对陆家嘴金融安全的影响》研究报告 |
优秀论文推荐至《上海青少年科技》期刊发表 |
高校联动：
上海交通大学"量子教育师资特训营"（暑期封闭培训）
华东师范大学量子教育研究中心认证（每学期更新教学资质）
企业实践：
华为上海研究所量子项目组季度轮岗（参与真实研发）
图灵量子（张江）教学案例开发合作
国际认证：
IBM Quantum Educator Program（获取全球认证讲师资格）
Qiskit Global Summer School（参与量子开源社区建设）
专项经费：
上海市教委"未来科学家培养计划"（每校每年50万元）
浦东新区"量子教育示范区"建设补贴（实验室设备采购享70%补贴）
升学衔接：
修满学分可获复旦大学"量子信息先修课"认证（高考综评加分）
优秀学员直通上海科技大学"量子科技英才班"（自主招生绿色通道）
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