量子計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展和各方的大力投入，拉開了量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的資源缺口，培養(yǎng)兼具深厚理論基礎(chǔ)和綜合技術(shù)能力的人才是填補(bǔ)缺口、推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）[以下簡稱哈工大（深圳）]在培養(yǎng)量子信息理論人才的路上率先邁出一步，并通過量旋科技的教育級(jí)量子計(jì)算機(jī)，為本校乃至深圳大學(xué)城的本碩博學(xué)生帶來了量子計(jì)算硬件的真實(shí)體驗(yàn)，有效推動(dòng)高校量子計(jì)算產(chǎn)學(xué)研發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，教案資源稀缺，量子教育的“紙上談兵”之困

近年來，量子計(jì)算由于對(duì)某些特定問題的求解具有經(jīng)典計(jì)算無法比擬的強(qiáng)大算力而備受關(guān)注。從廣東省的“卓粵”計(jì)劃到國家的“十四五”規(guī)劃，量子計(jì)算都被列為重點(diǎn)研究和發(fā)展方向，深圳市也已將量子信息列為八大未來產(chǎn)業(yè)之一。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科在容錯(cuò)量子計(jì)算領(lǐng)域具有悠久的研究歷史——1979年我國第一臺(tái)容錯(cuò)計(jì)算機(jī)“RCJ-1”就誕生于哈工大。他們將容錯(cuò)計(jì)算的研究延伸到量子信息領(lǐng)域，目前已在容錯(cuò)量子計(jì)算和容錯(cuò)量子加密通信領(lǐng)域取得一系列重要的成果。

哈工大（深圳）在致力于科學(xué)研究的同時(shí)，也并未忽視量子信息人才的培養(yǎng)。作為首批進(jìn)入國家“211工程”和“985工程”的高校之一，哈工大（深圳）始終堅(jiān)持與國家重大戰(zhàn)略同頻共振，培養(yǎng)量子信息領(lǐng)域的科研人才，是哈工大（深圳）正在做、也是一直在做的事。

哈工大（深圳）于2022年5月至7月成功舉辦了第一期量子信息興趣班。課程從零基礎(chǔ)開始，注重講解量子信息相關(guān)的重要基礎(chǔ)理論，為對(duì)量子信息感興趣的同學(xué)提供了系統(tǒng)性的入門引導(dǎo)。興趣班面向深圳大學(xué)城的所有本碩博學(xué)生，旨在挖掘并培養(yǎng)更多量子信息領(lǐng)域的人才，體現(xiàn)了哈工大（深圳）在學(xué)科發(fā)展上的開放包容心態(tài)。

然而，量子信息課程理論知識(shí)體量多、難度大，很多反直覺的量子效應(yīng)在經(jīng)典計(jì)算機(jī)或者量子模擬機(jī)上很難真實(shí)地體驗(yàn)到，若缺少相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)踐環(huán)節(jié)，無法讓學(xué)生對(duì)量子技術(shù)有直觀的理解和深入的體會(huì)，學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索熱情只能停留在書面之上。其次，量子計(jì)算教案資源較為稀缺，很多基礎(chǔ)的量子算法需要在真機(jī)上進(jìn)行演示才能夠獲得足夠的教學(xué)效果。

教具和教案的缺失，都為授課效果筑起了一道圍墻。若不越過這道墻，學(xué)生只能在墻內(nèi)圍繞理論知識(shí)“紙上談兵”，看不到更接觸不到墻外的真實(shí)量子計(jì)算世界。

主動(dòng)鑿墻筑門，走進(jìn)真實(shí)的量子計(jì)算世界

為了讓學(xué)生能夠走進(jìn)真實(shí)的量子世界，哈工大（深圳）與量旋科技進(jìn)行合作，引入了量旋科技的教育級(jí)量子計(jì)算機(jī)三角座，彌補(bǔ)了量子計(jì)算課程硬件的缺失。三角座是3比特桌面型核磁共振量子計(jì)算機(jī)，為量子計(jì)算教學(xué)和演示提供了一整套完整的解決方案，可實(shí)現(xiàn)3個(gè)比特的任意量子算法，支持使用者自由編寫量子計(jì)算程序，且擁有開放物理硬件層級(jí)的脈沖序列編輯功能。三角座具有成本低、免維護(hù)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，非常適合教學(xué)使用。

2023年4月，配合三角座投入使用的第二期量子信息興趣班，惠及深圳大學(xué)城哈工大（深圳）、清華大學(xué)深圳研究生院及北京大學(xué)深圳研究生院的20多位同學(xué)。三角座在興趣班中的引入，是哈工大（深圳）的鑿墻筑門之舉，打開了學(xué)生在量子世界里的視野。量旋科技在合作過程中不僅提供完善的售后調(diào)試服務(wù)支持，也同哈工大（深圳）一起完成了興趣班的共同授課工作。

授課老師借助三角座向?qū)W生展示量子知識(shí)，包括量子疊加性、量子糾纏、量子門、量子態(tài)的制備以及一些著名的量子算法如Grover 算法、Deutsh算法、HHL算法，讓這些反直覺的知識(shí)不再那么抽象。

對(duì)學(xué)生來說，三角座直觀地解決了量子計(jì)算的幾大神秘問題：量子計(jì)算真實(shí)的設(shè)備是什么樣子的？量子算法是如何在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的？與經(jīng)典計(jì)算機(jī)有哪些不同？在完成相關(guān)量子算法的理論教學(xué)后，學(xué)生再獨(dú)立地使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行量子算法相關(guān)的量子線路的搭建（比如Grover算法），并進(jìn)行一定的線路修改和調(diào)試，增強(qiáng)了理論知識(shí)的理解深度。

理論教學(xué)和真機(jī)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，不僅豐富了課程的層次性，也成為學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情的有效推手，有效提高了教學(xué)效率和學(xué)生對(duì)課程的滿意度。

三角座功能完善，支持不同知識(shí)背景和學(xué)術(shù)需求的學(xué)生快速掌握量子計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)與算法設(shè)計(jì)：

• 對(duì)于低年級(jí)的本科生來說，通過真機(jī)實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)理論知識(shí)相結(jié)合，可以完成一些著名的量子算法，加深對(duì)量子計(jì)算的理解、鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；

• 對(duì)于高年級(jí)本科生和碩士生，利用三角座能夠完成一些量子計(jì)算相關(guān)的項(xiàng)目，為后續(xù)的求職過程增添項(xiàng)目經(jīng)歷；

• 對(duì)于博士生而言，通過三角座開放的物理硬件層級(jí)的脈沖序列編輯功能或是從硬件層面嘗試對(duì)三角座進(jìn)行優(yōu)化，研究更高精度的量子門方案或是利用三角座來幫助完成相關(guān)課題的研究。

來自哈工大（深圳）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的碩士生陳嘉漢和王子誠同學(xué)，經(jīng)過對(duì)量子信息基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)后，對(duì)量子信息產(chǎn)生了濃厚興趣，投入到了量子信息領(lǐng)域的研究當(dāng)中，目前他們都有進(jìn)一步在該領(lǐng)域讀博深造的打算。

探索校企合作新模式，推動(dòng)量子科技產(chǎn)學(xué)研深度融合

哈工大（深圳）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授、深圳計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事長王軒建議深圳要培養(yǎng)自己的量子科技人才?！艾F(xiàn)在，深圳的部分高校已經(jīng)開設(shè)了量子相關(guān)的課程。我認(rèn)為高校從本科階段就應(yīng)該開始與國內(nèi)量子企業(yè)合作，探索融合共建量子信息科學(xué)專業(yè)?！?br>

基于配合三角座投入使用的量子信息興趣班的持續(xù)開展，將對(duì)哈工大（深圳）乃至大學(xué)城的量子信息課程建設(shè)產(chǎn)生重要的推動(dòng)作用，甚至?xí)M(jìn)一步推動(dòng)量子信息學(xué)科的本科專業(yè)課程的正式建立。量子信息學(xué)科的建立和持續(xù)發(fā)展，更需要實(shí)踐類課程的開設(shè)，從而反過來推動(dòng)教育級(jí)量子計(jì)算機(jī)的推廣使用，形成良性循環(huán)。

2022年10月，哈工大（深圳）-量旋科技量子信息聯(lián)合研究中心正式揭牌，通過深度產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，推進(jìn)量子科技的發(fā)展。在量子信息聯(lián)合研究中心的啟動(dòng)階段，計(jì)劃圍繞量子計(jì)算和量子通信展開共計(jì)9個(gè)方向的細(xì)分課題，如“針對(duì)有偏噪聲的高碼距量子糾錯(cuò)碼的研究”“超導(dǎo)量子測控系統(tǒng)中高保真度量子門的研究”等。

學(xué)校是人才孵化的重要載體，企業(yè)則可以充分扮演催化劑，校企合作將有效推動(dòng)量子科技的發(fā)展和創(chuàng)新。量旋科技將堅(jiān)持助力量子知識(shí)普及，探索更多以“用戶為中心”的量子教育解決方案，助力量子計(jì)算的普惠。