■ 大学专业导航之量子信息科学专业

　　面向未来量子产业培养高素质人才

　　解读教师：许小冶

　　中国科学技术大学物理学院教授、博士生导师，合肥实验室聘期制研究员。主要研究方向：量子光学、光量子信息、量子力学基本问题等。

　　作为物理学与信息科学深度融合的前沿交叉学科，量子信息科学专业以量子力学基本原理为核心，主要研究量子叠加、纠缠等非经典特性在信息获取、处理与传输中的应用。

　　那么，量子信息科学专业究竟有何内涵？学生将接受怎样的前沿科研训练？该专业毕业生未来的升学与就业前景又如何呢？

　　是什么？前沿交叉学科  未来产业之首

　　量子信息科学专业涉及光学、原子、离子、超导、半导体等多种物理体系，并与材料科学、计算机科学、电子信息、光学工程等学科多重交叉，既是物理学与信息科学深度融合的前沿交叉学科，也是近三十年来全球科技竞争的战略制高点，已被列入我国“十五五”发展规划的未来产业之首。

　　量子信息科学专业以量子力学基本原理为核心，研究量子系统所具有的叠加、纠缠、相干等非经典特性在信息获取、处理、存储、传输中的应用规律，通过精确操控微观量子世界来完成宏观信息处理任务。其主要研究对象包括量子通信、量子计算、量子精密测量，以及量子材料与器件等核心方向。

　　学什么？夯实数理知识  提升综合素质

　　该专业学生需要具备较高的综合素质，如识别关键科学问题的洞察力；敢于挑战传统、提出原创性理论和解决方案的创新能力；融会物理、信息、材料等多学科知识解决复杂问题的宽阔视野；理解科技发展趋势，把握国家战略需求的思维。

　　量子信息科学专业的课程体系通常分为专业基础课程和专业核心课程两大模块。

　　专业基础课程主要包括：数学类（数学分析、概率论与数理统计、复变函数、数理方程等）、物理类(理论力学、电动力学、量子力学、热力学与统计物理等)和信息类(电子技术基础、人工智能导论、数据结构及其算法等)。

　　专业核心课程主要包括：量子信息技术、量子信息导论、量子信息科学专业基础实验、机器学习、固体物理与量子精密测量等。

　　干什么？培养世界级科学家

　　量子信息科学专业的培养目标非常明确，即面向量子科技发展对未来人才的需求，造就一批未来能够把握世界科技大势、善于统筹协调的世界级科学家和领军人才。经过系统化、专业化的培养体系锤炼，量子信息科学专业毕业生具有卓越的学术竞争力与职业发展潜力。虽然目前大多数毕业生选择继续深造，但从长远来看，该专业的就业前景非常广阔。

　　在学术领域，该专业毕业生可进入高校或科研院所从事教学与科研工作；在产业领域，该专业毕业生可就职于量子科技企业，银行、证券、保险等金融机构的信息安全部门，以及网络安全公司等单位。自主创业也是毕业生的选择之一，部分国内量子科技领军企业由高校师生创办，并与科研机构深度合作，为学生自主创业提供了优质赛道。此外，在国家战略领域，国家安全部门、国防科技工业单位等也需要大量该专业毕业生。

　　你适合学吗？敢于追求真理  绝不轻言放弃

　　什么样的学生适合选择量子信息科学专业？首先，在兴趣层面，学生应对“世界是如何运行的”有天然的好奇心，喜欢思考抽象概念，不满足于表面解释；对科幻作品中的“黑科技”感兴趣，并愿意探究其背后的科学原理。其次，学生的数学、物理基础要扎实，成绩优异，有清晰的解题思路；逻辑思维能力较强，善于推理、分析，能够理解复杂的因果链条；抽象思维能力突出，能够想象和理解看不见、摸不着的量子世界；有韧性、能坚持，面对困难不轻易放弃，愿意反复思考同一个问题。最后，在价值观层面，学生应有志于从事科学研究，愿意为探索未知世界付出努力；关注国家战略需求，希望为国家科技发展贡献力量；不急功近利，能够接受长期投入才能看到成果的现实。

　　量子信息科学专业对学生的数理能力和科研热情要求很高。如果只是因为“听起来高大上”或“就业前景好”而选择，学生可能会在学习过程中遇到较大困难。另外，高中物理和大学量子力学之间存在很大的跨度，“高中物理好就能学好量子信息科学”的想法并不正确，高中物理好是基础，但更重要的是，学生要具备抽象思维能力和持续学习的毅力。考生需要注意的是，量子信息科学包含量子通信、量子计算、量子精密测量等多个方向，每个方向的研究内容和方法都有差异，笔者建议大家深入了解后再做选择。

　　专业对比

　　■ 物理学专业VS量子信息科学专业

　　物理学专业侧重于理解自然规律，而量子信息科学专业更关注如何应用量子规律解决信息处理问题。

　　■ 计算机科学专业VS量子信息科学专业

　　计算机科学基于经典比特（0或1），而量子信息科学基于量子比特（可同时为0和1的叠加态），两者的计算范式完全不同。

　　■ 电子信息专业VS量子信息科学专业

　　电子信息处理的是经典信号，而量子信息处理的是量子态，其技术路径和理论基础都有本质差异。

　　专业常见问题解答

　　Q：未来计划选择量子信息科学专业的学生，高中阶段需要做哪些准备？

　　A：首先，学生要做好学科准备。数学、物理这两门学科是量子信息科学的基石；英语也很重要，因为阅读国际前沿文献需要良好的英语能力；学生还可以适当学习信息学基础知识。根据高考改革方案，报考量子信息科学专业通常要求考生必选物理和化学。

　　其次，学生要注重能力培养。笔者建议学生通过参加学科竞赛，培养解决难题的能力；阅读科普读物，了解量子信息科学的发展历程和基本概念；关注科技新闻，了解量子领域的最新进展。