一堂生动的量子实验课：湖北大学如何让40多名学生走进量子世界

2026.04.01 · 企业新闻量子计算机超导量子计算机

在湖北大学物理学院的课堂上，不需要复杂昂贵的超净实验室，动辄占据整间屋子的大型科研装置，10 台简洁紧凑的桌面型量子计算机，就可支撑起一堂真正意义上可触摸、可操作、可验证的量子信息实验课。

40多名学生分成若干小组，对照实验手册，亲手调控量子比特、观测量子信号、记录数据、分析结果，把原本停留在课本与公式里的量子理论，变成了眼前真实可感的物理现象。

这门名为《量子信息科学基础实验》的课程，不仅是湖北大学量子信息科学专业的核心必修课，更是一次面向本科量子教育的本土化、规模化、可复制的教学探索。

▍量子人才培育，成为大国发展必答题

这堂实验课的诞生，扎根于国家战略与产业发展的双重呼唤。

量子科技早已被摆在国家战略的重要位置，今年“十五五” 规划纲要明确将其列为未来产业核心，要求加快突破基础理论和底层技术，促进转化应用。习近平总书记强调，量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，要加快培养一批量子科技领域的高精尖人才，为国家战略需求下好先手棋。

前沿科技领域的竞争，归根结底是人才的竞争。在这样的时代背景下，湖北大学敏锐捕捉产业与学科发展趋势，2021年就着手申请，并于2022 年成功获批量子信息科学本科专业，成为全国较早布局这一学科的高校之一。

学校目标清晰：立足湖北、辐射全国，打造具有区域示范效应的拔尖创新人才培养体系，为国家量子战略和武汉光谷等区域产业集群输送高质量人才。

▍量子实验进课堂，难在何处？

然而，真正要把量子实验搬进本科课堂，并不容易。

传统量子科研设备体积庞大、造价高昂、运维复杂，对环境要求严苛，根本无法支撑40 人规模的常态化分组教学。与此同时，国内量子信息本科教育仍处在起步阶段，体系化的实验课程几乎空白，再加上设备操作门槛高、缺少配套教学指引，很容易让教学陷入“黑匣子”困境：老师难教、学生难懂、理论与实操严重脱节，难以实现“培养兼具理论素养与实践能力的复合型人才”的培养目标。

面对教学载体缺失、课程体系空白、落地难度大等多重挑战，湖北大学确定了“以创新实验为抓手、构建特色实践教学体系” 的思路，学科负责人多次强调，量子信息学科必须重视学生动手能力、思辨能力和工程化能力的培养，不能只停留在理论讲授。正是在这样的理念下，学校与国内量子计算企业量旋科技展开深度合作，共同寻找一条适合本科教学的量子教育路径。

双方合作的第一步，是打造一个真正能用、好用、可规模化推广的教学实验室。2025年，双方签订战略合作协议。随后便引入并部署了10 台桌面型核磁共振量子计算教学机，建成华中地区首个基于桌面型量子计算机设备的专业量子教学实验室。

桌面型核磁量子计算机，是量旋科技首创。最突出的优势在于小型化、低运维、易部署，普通教室就能满足运行条件，教师可以独立完成日常操作，10 台设备刚好支持40多名学生分组实验，让每一位同学都有机会完整参与量子实验流程。曾经遥不可及的量子操作，第一次以常态化、普惠式的方式走进本科课堂。

硬件问题解决后，课程内容成为下一个关键。湖北大学与量旋科技围绕专业培养目标，联合开发了32课时、包含10个核心实验的完整教学体系，其中8个基础量子计算实验专门依托教学设备设计，内容覆盖核磁共振信号、拉比振荡、量子比特调控、量子退相干、量子逻辑门、量子态重构等核心知识点，实现了理论教学与实验操作的精准对应。

此外，量旋科技还提供了全周期支持，从前期师资培训、实验手册打磨，到课堂上实时响应技术问题、协助优化教学流程，逐一扫清教学落地的障碍。一套“硬件 + 课程 + 服务” 的量子教学解决方案，就这样在湖北大学落地成型。

▍一堂可触摸的量子实验教学课

2025—2026学年第一学期，《量子信息科学基础实验》正式开课。课程按照预习、实操、数据分析、提交实验报告的完整流程推进，每个实验分配3课时，从理论铺垫到动手操作，再到总结反思，形成闭环教学。一学期下来，这门课交出了超出预期的答卷。

40多名学生不再只是抽象地理解量子比特、量子纠缠、量子门等概念，而是在亲手操作中直观感受量子系统的行为，掌握量子比特初始化、调控、测量等关键技能。

一位大二学生坦言：“以前觉得量子就是一堆难懂的公式，直到亲手调控量子比特、看到量子退相干的实验数据，才真正摸到了量子世界的门。” 过去只能在书本里读到的量子现象，如今变成了可以观察、可以记录、可以分析的真实结果，学生的学习热情和科研兴趣被极大激发。实验学科负责人也表示，这门课让学生完成了从 “纸上谈兵” 到 “亲身实践” 的跨越，为后续深造与职业发展打下了坚实基础。

这堂实验课的意义，远不止一门课程的成功。

自2020 年 “量子信息科学” 纳入本科专业目录以来，国内高校掀起了新兴学科建设热潮，五年间全国已有17所高校获批开设该专业，量子科技人才培育进入 “加速提质” 的规模化发展新阶段。湖北大学的实践，填补了本校量子信息专业实践教学的空白，完善了从理论到实操的人才培养链条，更在华中地区树立起一个可参考、可复制的量子教学标杆。

实验室建成后，多所高校前来考察交流，标准化的实验室模式、体系化的课程内容、成熟的校企协同机制，为其他高校开设同类专业提供了现实路径。这种校企合作不再是简单的设备采购，而是升级为“实验室建设 — 课程开发 — 师资培养 — 实践赋能” 的全链条协同育人模式，量旋科技成为湖北大学的实习实践基地，学校也聘请企业创始人项金根博士担任客座教授，让产业视角深度融入人才培养过程。

与此同时，产业端的爆发式增长进一步凸显人才缺口。截至2026 年 3 月，据企查查数据显示我国量子计算相关企业存量已突破 10 万家，2025 年全年新注册企业达 2.81 万家，同比增长 8.4%，市场对兼具理论素养与实践能力的复合型人才需求日益迫切。

湖北大学与量旋科技的合作，恰好回应了这一产业需求，打通了“校园 — 产业” 的人才培养通道。湖北大学授课团队这样评价这次合作：“量旋科技的实验设备在性能与交互设计上均处于行业优秀水准，全周期的技术服务保障了教学工作的顺利推进，双方合作打造的实验室与课程体系，为量子信息科学专业人才培养提供了核心支撑。”

未来，双方将持续深化战略合作，共建学生实习实践基地，进一步打通人才输送通道，同时探索在量子计算前沿科研领域的深度合作，推动科研成果产业化应用。