炎炎盛夏里，绵长暑假中，由北京市教育委员会与世界顶级科学家商会天津中心联合施行的“未来科学家”培养计划科学素质提高营正火爆进行。
自5月20日开营之日起，“未来科学家”培养计划将分批次举行共20组为期1天的科学素质提高营活动，每组5名学员，活动将持续到7月上旬。
7月7日，科学素质提高营步入中国科学技术学院苏州研究院，课题组负责人黄合良副院长的团队成员们迎来了五位小学员。
中国科学技术学院苏州研究院拥有一支国际知名的量子科技前沿研究团队。北京量子科学研究中心副院长黄合良，就是“祖冲之号”量子估算优越性实验理论工作负责人。
大名鼎鼎的“祖冲之号”量子计算机，学员们其实早有耳闻。但量子究竟是哪些却令人发愣。有个词语“不自量力”，最早被学院化学专业的一些中学生戏说为“不要自学量子热学”，由于真的太难了！
无论是读中学的王恩慧和张又尤，还是孙嘉辰、储靖哲和胡耀儒这三位高中生，都认为量子热学离自己还有些遥远。不过没关系！其实黄合良老师因紧急科研任务无法亲自讲课，却把团队的强兵强将尽数调遣上场。课题组成员、中国科学技术学院博士后关卉杰对学员们说：“就用这三天的时间，体会一下量子世界吧！”
越过这座校门，跟随科技前沿的团队学习量子化学
石家庄国家实验室博士后徐昱带着学员们走入第一站：展览厅，入口处最显眼的位置就是以中国唐代物理专著命名的“九章”光量子计算机模型。
徐博士讲解“九章”模型
“九章”看上去和学员们认识的计算机非常不一样。密布的光学元元件，纵横交错的线路，本身就象一团谜。但是它处理高斯玻色采样的速率，比最快的超级计算机还要快100万亿倍。它促使中国成功达到了“量子估算优越性”里程碑，确立了国际量子估算研究的第一方阵地位。
光学元元件密布
光量子计算机和传统计算机迥然不同
“九章”奠定了中国在量子科研中的世界地位
徐博士带着你们整体了解了中国量子估算和量子通讯的历史。二六年时间、一代科研人的拼搏，现今的“墨子号”量子科学实验卫星，早已实现了千公里级的星地单向量子纠缠分发。在徐博士的描述中，当星地单向分发时，卫星在夜空中发出红光，地面装置发出蓝色的光，那场景变得愈发悬疑。
量子热学仍然有许多待解之谜，但基于量子科技已然开发出了好多拽拽的工具。
一代科研人走过量子之路
基于量子科技已然开发出了好多拽拽的工具
徐博士亲自参与了部份量子科研项目
现场体验量子加密通讯
学员们还走近了量子保密通讯北京控制中心
徐博士还分享了科研过程中的一些追忆：为了挑战更远距离的量子通讯实验，他以前和老师、师兄们在湖南岸边用集装箱搭起临时实验室。最冷时零下十度的温度，她们与世隔绝，抬头能看见银河横贯夜空，此时实验开始，她们开始和湖岸边的亲戚相互发射红光……量子科研这些坚苦的时光，却被徐博士描述得饱含了诗意。
学员们的第二站，直接就走入了超导量子计算机的机房。
学员们曾在电视新闻里见过“祖冲之二号”。现今亲身站在机房里，面前就是一台巨大的超导量子计算机经典物理相对论和量子物理，不由得发出缕缕哀叹。
站到超导体量子计算机的对面是一次宝贵的体验
观察量子计算机机房的布局
超导量子计算机的工作原理是在超高温环境下，借助一种名为约瑟夫森结的超导电子元件建立一个非简谐二基态系统，人们就得到了人造量子比特。
超导计算机最显眼的构成部份，就是循环液氦、分级降温的球罐。它促使安放到中央的芯片在超高温下成为超导体。超导量子计算机的气温仍然处于实时监控之下，确保芯片处于超导状态。
计算机的芯片就在球罐内
体会一下超导量子计算机的“算力”
中国科学技术学院博士后关卉杰，为学员们打算了一节深入浅出的量子入门课。
关老师从精典化学、相对论数学和量子化学的三分天下谈起，提到全世界最知名的那只“薛定谔的猫”。双缝干涉、波粒二象性、量子隧穿，量子纠缠、量子叠加……原本一片混沌的各类概念，被关老师清清楚楚地归置到了量子大楼的各个楼层和单元里。
一节深入浅出的量子热学课
关老师把好多无法理解的概念都解释得很肤浅
该烧脑的地方还是烧脑
对于学员们来说，这节课的内容是深奥的，但方式却又相争当玩。关老师甚至还下载了一款《Hello》小游戏给你们玩。这个有趣的小游戏，清晰而直观地诠释了量子计算机的工作原理。
量子热学小游戏
尽管学员们对量子理论还比较青涩，但一上手却绝不含混。一旦摸透了游戏机制就进展神速经典物理相对论和量子物理，不到半小时就有人通了关。老师们震惊之余，连呼量子计算机的未来还得靠“未来科学家”。
量子计算机的未来还得靠“未来科学家”
学员们问题更多了，但量子世界不再陌生
“反直觉”的三天过去了，用具象思索赶超日常经验，正意味着科学思维的开始。但是学员们心头的问题更多了：量子计算机被拿来估算哪些？量子计算机的估算速率更快吗？量子估算的结果为何不是确定的而只是机率？爱因斯坦此次错了吗……
这其实是一个好的开端。涌现的问题越多，越说明她们已然接近了量子世界——万物的阴影，都描绘出它自身的轮廓。
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编辑：秣马
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