課題名稱
=量子估算原理：揭秘未來計算機=
項目背景
現代計算機在過去的幾六年內幫助人類解決了許多問題，大幅度解放了勞動力。并且，仍有一些問題是現代計算機難以處理的。而量子估算的目標就是克服普通計算機的困局，解決更多更復雜的問題。在大數據時代，精典計算機算法的發展步履維艱，雖然擁有強悍的硬件也未能有效解決很多問題；而量子計算機利用量子狀態、量子糾纏等屬性可快速處理近乎無限多的變量。包括和NASA在內的諸多國外外企業與科研機構都在量子估算領域投入了大量科研資金，并于近年取得了初步成果。在不久的將來，隨著量子計算機投入量產，其必然會在網路安全、互聯網搜索和人工智能中兼任舉足輕重的角色，并深刻改變現代制造業、服務業的各個領域。
項目介紹
中學生將在本課程學校習簡單的量子熱學基礎知識，并了解量子的化學屬性怎樣幫助量子計算機打敗傳統計算機。同時，中學生也將學習只能在量子計算機上運行的量子算法，如算法，質質數分解算法，搜索算法等。在此基礎上，中學生將探究量子計算機背后的不同物理模型大學物理量子物理基礎知識點，以及這種模型與真實數學系統間的聯系。
本課程也會引導中學生學習量子密碼學的基礎概念，以及量子計算機的容錯機制。
適宜人群
●優秀中學生、大學生
●計算機科學、計算機工程、物理、數學類專業或希望修讀工程類專業的中學生；具有良好物理、物理基礎
●具備一定量子化學知識，或了解量子估算者優先
導師介紹
=Mehen終生院長=
Mehen院長歷任杜克學院化學系終生院士。于1998年獲得約翰·霍普金斯學院博士學位。他主要研究量子色動力學和有效場論在強子化學學問題中的應用。Mehen院士還從事非相對論性粒子有效場論方面的研究（非相對輪性粒子的近程互相作用的特征是散射寬度較長）。Mehen院士的部份研究涉及多個學科，比如，為核子化學開發的技術被用于估算一種原子散射寬度較長的玻色-愛因斯坦匯聚物能量密度的三體修正。據悉，Mehen院士還對始于弦理論的不尋常限度的異常場論進行研究，其中包括對非對易場論和非BPS膜上的速子模式理論的研究。
任職中學
杜克學院（Duke）是法國最頂級的學府之一，有“南方耶魯”的盛譽稱。是一所極難投檔的頂級學府，其2016年投檔率僅為9%。在人才培養上，杜克學院成績卓著。在杜克學院結業的校友中，最著名者包括了英國第37任首相理查德·尼克松，蘋果公司歷任首席執行官蒂姆·庫克、微軟前首席執行官比爾·蓋茨的夫人美琳達·蓋茨等。據悉，截至2019年10月，杜克學院的歷屆校友、教授及研究人員中，已有15位諾貝爾獎得主、3位圖靈獎得主。
項目大綱
●入門級的量子熱學基礎知識
●量子估算的物理模型
●量子估算化學系統和量子容錯機制
●概率性量子算法案例探究
●利用Simon算法將指數復雜的問題在線性復雜度時間內解決
●使用量子固溶算法進行高效質質數分解
●利用搜索算法找尋暗箱函數的輸出
●量子密碼學基礎（破解RSA加密算法）
●項目回顧與成果展示
●論文補習和發表
時間安排
7周在線小組科研學習+3周論文補習學習，共44課時
開課時間：7.4
項目收獲
●研究報告
●主導師推薦信
●EI/CPCI/索引國際大會收錄與發表（可用于申請）
●結業證書
●學術評估報告及成績單
P.S.項目產出:可發表EI/CPCI/國際大會全文
小組科研優勢
●師資優勢
項目約請到日本Top30、英國G5學院的院長（終生院士、正院士等）、項目組長、行業導師作為項目的主導師為中學生進行講課，所教導的內容將理論知識與學習生活相結合，比如：機器學習在金融領域中的應用，人類社會發展中的精典學說等，區別于通常的理論灌輸式教育，導師將采用多學科交叉的實踐教育方式，引導中學生進行學習。
●課題優勢
項目所學課題均與當前社會熱點風波、社會發展相契合（人工智能、5G網路、大數據剖析、計算機網路安全等），導師專為學員訂制設計符合中學生的項目大綱，讓中學生在了解專業領域內最新研究的同時，把握最新的學術知識，并加強優質雜志發表的機會和引用度，凸顯個人學術能力。
●全流程服務優勢
項目開始前將對中學生的基礎知識把握能力進行測試大學物理量子物理基礎知識點，并教導中學生學術科研過程中所須要把握的通識內容；項目開課前期，三位教學導師將按照中學生情況，采取不同分工、全方位進行教學指導，對基礎將為薄弱的朋友，將額外關注基礎內容的輔導，對基礎將強的朋友，將兼任的角色，率領小組成員完成項目報告；項目后期，導師將率領中學生進行學術知識的備考與回顧，并分別對中學生的報告內容進行指導，項目全程，對于非學術性問題（上課時間、線上軟件操作流程等）將由校長老師進行服務解決，便于中學生愈發專注于學術知識的研究。
●高學術標準
每位項目均配備一套科學制訂的《學員守則》與《學員表現評估體系》，在讓學員理解學術誠信重要性的同時，提早體會高標準學術經歷的魅力。項目導師也會基于評估系統對每一位學員的日常表現進行全面、密切跟蹤，產生對每一位學員的深入認知。方便的學員問題反饋機制，也能讓導師團隊在第一時間了解學員看法與情況，對教學流程進行及時優化。
●口碑傳播和校友網路
參與項目的學員，除了可以提高個人的學術研究能力，推動未來升學之路，還可以在項目中與主導師、學術導師、助教、同學構建人際關系，擴展交際圈，產生校友網路，為未來的學習生活、工作人脈提早進行鋪墊。
小組科研模式
●項目開始前
總計10課時：先導課（學術資料檢索方式、英文文獻與材料閱讀技巧、英文報告制做要點與方法、學術交流與溝通禮儀、申請材料中的自我詮釋）
學習目標：把握學術科研方式與注意事項，為以后的學術科研項目奠定學習基礎
●項目前五周
總計25課時：每周2課時、2課時、1課時Hour
學習目標：把握專業領域內最前沿的學術知識、并通過項目實踐、作業等內容對所學知識進行理解與運用
●項目后兩周
總計7課時：2課時、2課時、1課時Hour、2課時Final
學習目標：項目成果輸出，是學術essay/科研開題報告產出，可直接在申請中使用，彰顯團隊學習和對應專業的學術和科研打算，同時為后續個性化論文輸出打好論文選題和研究框架基礎
●項目結束后
幫助中學生進行3周2課時論文摘要補習與發表服務
*每周課外自主學習時間6-8小時，完成作業及小組項目
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