2025年4月25日晚,信科“E席谈”青年学术沙龙第三十一期活动在理科一号楼1127学生活动室顺利举办。银河集团9873.com前沿计算研究中心助理教授,博士生导师,银河集团9873.com博雅青年学者袁骁老师受邀进行了以“量子计算介绍”为主题的分享。本次沙龙由银河集团9873.com学生科学技术协会李唯嘉同学主持,院团委书记吕媛老师参加了本次活动。

袁骁老师主讲
首先,袁骁老师回顾了量子力学的发展历程,从普朗克、爱因斯坦到薛定谔和冯诺依曼等科学家的关键贡献,阐述了量子力学理论的建立和统一过程 。他还探讨了量子世界与经典世界的边界,指出了量子叠加态等特性在经典世界中难以观察到的现象。
其次,袁骁老师深入浅出地讲解了量子计算与经典计算的根本区别,介绍了量子比特(qubit)作为基本单元,能够处于0和1的叠加态,使得量子计算机在处理特定问题时拥有指数级的状态空间和并行操作能力,具备超越经典计算机的潜力。

同学们认真听讲
然后,袁骁老师梳理了量子算法的发展脉络,重点介绍了Shor算法在大数分解问题上的突破性进展,以及Grover搜索算法等,并展示了当前量子算法在解决线性代数、组合优化等问题上的百花齐放态势。他还列举了量子计算在化学、材料科学、药物研发等领域的潜在应用,例如高效固氮、高温超导机制研究和新材料设计等。
再接着,袁骁老师介绍了实现量子计算的几种主要硬件方案,包括光子、囚禁离子、超导比特、量子点和基于光学晶格的原子体系等,并概述了当前量子硬件的发展现状和挑战,例如谷歌、哈佛等机构在量子比特数量和量子纠错方面取得的进展 。他还提到了国内外在量子计算领域的投入和发展态势,指出虽然在某些方面(如高端制冷机)存在挑战,但中国在量子技术的部分子领域(如量子通信)处于国际前沿,整体上与国外处于同一水平线。

互动交流
在互动环节,同学们积极提问。针对同学提出的关于国内量子计算发展水平与芯片领域对比的问题,袁老师表示,虽然芯片领域存在差距,但在量子计算领域,国内在超导、离子阱等方面与国外处于同一水平线,某些子领域甚至领先,整体布局较早,追赶速度也很快 。对于量子计算在解决NP-Complete问题上的潜力,袁老师指出,目前量子计算的优势主要体现在解决特定量子问题和少数经典难题(如大数分解)上,对于更广泛的经典困难问题,其能力仍处于探索的初级阶段。
最后,本期“E席谈”青年学术沙龙活动在同学们热烈的掌声中圆满结束!
响应学校“学科质量年”整体部署,信科“E席谈”青年学术沙龙在本学期持续开展,从学科质量促进学生培养的角度,邀请信息学科领域优秀青年教师为本科生介绍信息技术学科和产业发展热点和前沿话题,分享青年教师的学术成长发展道路,引导信息学科本科学生一方面开阔学科视野,增进专业认知,寻找未来感兴趣的发展方向,另一方面坚定学科理想和学术追求,规划好学习科研的方向和计划,自觉将个人的学习成长与北大“新工科”建设发展战略、与世界信息科技前沿和产业发展、与国家重大战略需求紧密结合在一起,努力培养专业基础宽厚、创新能力突出、意志坚定、视野开阔的信息领域高层次人才。