物理學綜合課題：現代物理學大廈的根基“量子物理” 【高中組】

物理/量子物理

項目背景

如何理解“薛定諤的貓”的生死疊加態(tài)？如何看待日新月異的量子計算和量子傳感技術？自1900年普朗克首次提出量子概念之日起，量子科技就在各國政府、研究機構、高科技公司、投資機構的支持下不斷取得突破和發(fā)展：美國發(fā)起“國家量子計劃”將量子傳感、量子計算、量子通信列為三大戰(zhàn)略支持領域；歐盟啟動“量子技術旗艦計劃”，制定量子通信、量子傳感、量子計算與量子模擬發(fā)展規(guī)劃；世界上各大高科技公司，包括Google、微軟、英特爾、騰訊、華為等，紛紛加入到量子技術產業(yè)化的競爭浪潮?，F今，量子物理逐步廣泛應用于軍事、工業(yè)、農業(yè)、牧業(yè)、服裝、化妝品、食品、飲料酒水、茶葉、眼鏡、珠寶首飾等各個領域：量子能量美容棒、量子水杯、量子能量襪、家庭養(yǎng)生倉等新型產品層出不窮。項目將通過對迅速增長的光子和量子技術領域的介紹，幫助學生了解并掌握光子和量子技術。

項目介紹

項目從介紹激光的產生及激光在量子技術中的作用入手，以原子磁力計、原子干涉儀和原子芯片為具體實例，詳細介紹重要量子技術。項目還將探討量子計算和量子密碼學，分析量子技術的各種應用場景。學生通過項目可以對量子技術在生活、醫(yī)學、信息等領域的應用有更為深刻的認識。在項目結束時，學生將對不同領域下的量子技術進行分析探討，提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：

用于生物醫(yī)學的量子技術

磁腦成像量子技術

石油和天然氣工業(yè)的量子技術

腦機接口量子技術

磁心造影量子技術

量子計算

適合人群

高中生

AP、IB、A-Level物理方向，希望修讀物理學、應用物理學、光學、量子力學、光電信息科學與工程等專業(yè)或者希望修讀相關專業(yè)的學生；學生需要具備粒子、波動等基礎物理知識。

導師介紹

倫敦大學學院終身正教授

Ferruccio導師現任倫敦大學學院物理學終身正教授。導師于2003年加入倫敦大學學院，1993年于比薩大學獲得物理學碩士學位，1998年于格拉茨技術大學獲得博士學位。隨后，他在德國漢堡大學和法國巴黎高等師范學校進行了長達5年的研究工作，獲得了“Habilitation a diriger des recherches”（研究指導·大學教授）資格。 導師在倫敦大學學院帶領學生研究冷原子物理和量子傳感技術，截止目前，已經在國際知名期刊發(fā)表學術論文超過120篇。

任職學校

倫敦大學學院（UCL）創(chuàng)建于1826年，位于英國倫敦，是一所享譽世界的綜合研究型大學，英國G5名校，羅素大學集團成員。UCL在2021年QS世界大學排名位列第10、英國Top 3。學校誕生了英國首個經濟學系。經濟研究處在世界公認的領先位置。根據REF（英國高?？蒲袑嵙υu估系統(tǒng)）發(fā)布的評估結果，UCL的經濟學綜合實力位居英國首位，69.7%的研究成果被評為世界領先。

項目大綱

激光和光子學 Lasers and photonics

量子技術：原子磁力計 Quantum technologies: atomic magnetometers

量子技術：原子干涉儀 Quantum technologies: atom interferometers

量子技術：原子芯片 Quantum technologies: atom chips

量子密碼 quantum cryptography

項目回顧與成果展示 Program review and presentation

論文輔導 Project deliverable tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學習+5周論文輔導學習 共125課時

學術報告

優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結業(yè)證書

成績單

全球最大教育評估認證組織Cognia（原AdvanceED）及 College Board權威認證高中學分