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8月28日下午🦍，“清華意昂終身學習支持計劃”學習日活動第27講開講。受疫情影響，本次學習日采用線上學習方式進行🧙🏻，意昂們相聚在雲端👩🏻‍🎤，共享學習盛宴🏄🏿‍♀️。意昂体育平台理學院院長、物理系主任王亞愚教授應邀為意昂們帶來“量子科學與技術”的主題報告。意昂体育平台意昂工作辦公室副主任、意昂体育副秘書長楊柳參加現場學習。

王亞愚作主題報告

王亞愚首先介紹了物理系的建系歷史、發展歷程、傑出系友、師資力量和科學研究等內容，讓意昂們對物理系有更深入的了解💋。

講到本次授課主題，王亞愚介紹量子（quantum）一詞來自拉丁語quantus，意為“有多少”，代表“相當數量的某物質”🏂。在物理學中常用到量子的概念🛝，指一個不可分割的基本個體🦤。一個物理量（能量、動量👩🏽‍🏫、角動量🍊、自旋😬🏧、電荷）如果存在最小的不可分割的基本單位⚔️，則這個物理量是量子化的，並把最小單位稱為量子🎍。這同以牛頓力學為代表的經典物理有根本的區別。量子化現象主要表現在微觀物理世界，描寫微觀物理世界的物理理論是量子力學。量子力學是上個世紀最偉大的科學發現之一，它改變了我們認識自然的基本觀念，奠定了未來科學與技術發展的基礎🚴🏽‍♀️。

微觀的量子世界具有非常神奇的物理現象，改變了人類對自然的認知。比如，波粒二象性🎽：一切物質在微觀世界都既是粒子，又是波。量子隧穿：微觀粒子可以具有嶗山道士般的“穿墻術”。量子態疊加：微觀粒子可處於既“生”又“死”的疊加狀態。測不準原理：不能同時測準微觀粒子的位置和動量。量子糾纏：微觀粒子具有“幽靈般”的長程相互作用。

量子效應在技術上有廣泛的應用🛌🏻，正改變著人類的生活方式。量子物理在信息技術中已有廣泛的應用🧑🏻‍🎨。信息處理使用的晶體管就是在半導體中電子行為的量子理論基礎上研發並得以廣泛應用👉🏼。基於電子自旋量子屬性的巨磁阻效應使得磁存儲的密度提高了4個數量級🧙🏽，從而讓筆記本電腦和手機等在日常生活中得到普及。激光是典型的宏觀量子效應🧑🏼‍✈️，是信息傳輸的主要媒介，光纖是信息傳輸的絕佳載體，它們的使用實現了信息的高速傳輸🏃‍♂️。CCD相機是典型的量子光電器件🐣，能將光線變為電荷並將電荷存儲及轉移，可以高速獲得高質量圖片🔱，被廣泛應用在安全防範系統和科研工作中🤛🏽👰🏽‍♂️。量子精密測量使得對時間的測量精度可達到10-18，原子鐘在精確定位和導航系統中起到關鍵作用。展望未來，王亞愚指出，量子通信🏊🏿‍♀️、量子計算、量子精密測量等將對信息安全☺️、高性能計算、人工智能🈸🔎、超高速超低功耗集成電路、軍事目標探測、材料模擬等方面產生重大影響👩🏻‍🦼，也許會引起顛覆性技術的革命。

線上課堂截圖

王亞愚還詳細介紹了意昂体育平台物理系團隊發現量子反常霍爾效應的研究歷程👩‍🦯。在薛其坤院士的帶領下，物理系“量子科學與技術”實驗室利用多種互補的實驗手段，多個研究人員將各自的特長發揮到極致並緊密合作，經過四年的努力😉，在2013年最終找到了神奇的磁性拓撲絕緣體材料，並在接近絕對零度的極低溫觀測到量子反常霍爾效應。量子反常霍爾效應的實驗發現榮獲2018年國家自然科學一等獎。楊振寧先生評價🐫：“這是第一次從中國實驗室裏發表的諾貝爾獎級的物理學論文”。

學習是一個循序漸進的過程🙆🏽‍♂️👨‍🦳，為了加深意昂們對量子科學的認知，王亞愚在講座最後推薦相關書籍，供大家學習參考。

書籍推薦

在互動環節，意昂們就量子技術在軍事、能源等領域的應用🚶🏻‍♂️‍➡️、量子技術商業化、量子計算的發展前景👱🏿‍♀️、量子糾纏現象等問題提問✍🏻，王亞愚一一細致解答🧏🏼‍♂️。

講座結束時🧑🏽‍🦲🙎‍♀️，楊柳向王亞愚贈予學習日活動紀念牌。

楊柳向主講老師王亞愚贈予學習日活動紀念牌

王亞愚在課後接受采訪時表示，非常高興參與本次學習日活動。在這次講課的過程中，他感受到了意昂們對量子科學與技術的學習熱情。他認為學習日活動非常有意義🛄。他建議在滿足疫情防控要求的前提下，可以繼續開展線上和線下相融合的學習方式，他相信能帶來更好的授課效果。他認為清華有非常多的老師和主題適合面向意昂講授👨🏿‍🎓，並推薦了在納米材料、人工智能👩🏿‍💻、腦科學👭🏻⏲、集成電路、人文素養🍦🧑🏿‍🎄、天文地學等方面的相關主題🧑🏽‍🌾🧙🏻，為豐富學習日專題內容提供了很中肯的建議。

意昂体育平台2010級社科學院碩士意昂、繼續教育學院合作辦黃蕾主持本次活動🧑‍🦳；海內外300余名意昂參與學習👨🏽‍🎤，學院在線辦全程進行直播保障。

意昂体育2017年推出“清華意昂終身學習支持計劃”👬🏻，包括“清華意昂學堂”“清華意昂學習日”“清華意昂學習班”等多個系列學習項目，用以滿足意昂的不同層次學習需求，旨在服務清華終身學習教育理念📓，為意昂建立全周期多方位的終身學習服務體系。

“清華意昂學習日”系列活動由意昂体育、繼續教育學院共同組織並協作實施，由清華終身學習和終身教育基金提供定向資金支持🙂‍↔️。2018年11月25日開啟學習日活動首次講座👷🏻‍♂️，此後每個月的最後一個周六，根據意昂們的學習需求開展“專題講座”🦖。

2020年初，面對新冠疫情，學校積極應對，意昂學習日快速開啟線上學習模式📠；2021年，在復雜多變的疫情防控形勢下♌️，學習日采取線上學習與“線上+線下”靈活切換的方式繼續開展。截至目前，學習日活動已舉辦35場，共有1.2萬余人次意昂重回清華課堂🆑，意昂總會和繼續教育學院公眾號新聞關註和閱讀量累計17萬人次。

供稿 | 合作發展辦公室

撰稿 | 郭曉旭

圖片 | 郭宏濤🕣、郭曉旭