圖片來源：Hans J. Briegel , Thomas Müller, Projective Simulation in Action, Springer, 2025 (Open Access)

導語

現(xiàn)在量子科學與技術(shù)進入全球與中國科技布局的核心視野：2025 年被聯(lián)合國確立為“國際量子科學與技術(shù)年”，而 2026 年政府工作報告和“十五五”規(guī)劃綱要都把量子科技列入未來產(chǎn)業(yè)重點方向。

為了幫助復雜科學、人工智能與交叉研究的學習者來說，掌握量子物理，補一門重要的基礎(chǔ)語言，同時回應正在展開的科技前沿。集智學園聯(lián)合上海大學李永樂老師共同開設(shè)了，本系列課程關(guān)心“原子尺度下的世界究竟遵循怎樣的底層規(guī)則”。為初學者補充經(jīng)典物理必備知識，建立量子態(tài)、密度算符的基本概念，介紹量子力學中的典型模型與近似方法，建立基于量子力學思考問題的思路，并以量子計算為典型應用案例，以一位用戶的角度提供一條簡明的學習路徑：掌握量子語言的起源，提供一個把握當代量子科技的接口。

2026年5月25日（周一）18:00-20:00將進行第二講分享「量子理論如何成立：實驗線索、基本假設(shè)與態(tài)空間語言」，歡迎參與。

主題：量子理論如何成立：實驗線索、基本假設(shè)與態(tài)空間語言

課程簡介

二十世紀初，一系列精心設(shè)計的實驗接連向經(jīng)典物理發(fā)出挑戰(zhàn)。黑體輻射展示出的紫外災難、光電效應和康普頓散射中光子與電子相互作用、氫原子光譜的譜線分布規(guī)律、Stern-Gerlach實驗揭示的自旋，每一個現(xiàn)象都在訴說同一件事：經(jīng)典理論的框架已不足以描述微觀世界。

本節(jié)課將梳理這些奠基性實驗的物理內(nèi)涵，理解它們?nèi)绾喂餐赶蛄孔永碚摰谋匾?。在此基礎(chǔ)上，我們將正式引入量子力學的基本假設(shè)體系：物理態(tài)用Hilbert空間中的態(tài)矢量描述，可觀測量對應Hermite算符，測量如何反映系統(tǒng)的狀態(tài)信息，以及系統(tǒng)如何隨時間演化。我們將以量子計算中的量子比特為具體例子，借助Dirac符號建立起量子力學的語言框架。這套語言簡潔而強大，是貫穿整個量子力學體系的核心工具。

課程大綱

1. 量子力學的實驗基礎(chǔ)概述：黑體輻射、光電效應、盧瑟福散射、氫原子光譜、康普頓散射、Stern-Gerlach實驗、布拉格散射、中子散射、Frank-Hertz實驗

2. 量子力學的基本假設(shè)：1）態(tài)和可測量（observables）; 2）測量；3）演化。以量子計算為例，介紹Hilbert空間。

課程重點

1. 粒子與波動性質(zhì)的統(tǒng)一。

課程難點

1. Dirac符號與Hilbert空間表述的量子力學。

課程信息

課程主題：量子理論如何成立：實驗線索、基本假設(shè)與態(tài)空間語言

課程時間：2026年5月25日（周一） 18:00-20:00

課程形式：騰訊會議（會議信息見群內(nèi)通知）；集智學園網(wǎng)站錄播（3個工作日內(nèi)上線）

課程主講人

李永樂，現(xiàn)任上海大學理學院物理系副主任、教授、博士生導師，上海市“青年東方學者”，主要從事計算原子分子物理研究，涵蓋量子動力學、化學物理、分子鐵電及人工智能量子蒙特卡洛等領(lǐng)域。2002-2006年就讀于天津大學應用化學專業(yè)，期間在山東大學化學院交流，2006-2011年獲南京大學理論化學博士學位，2012-2015年先后于新墨西哥大學、紐約大學從事博士后研究。2019-2021年訪問加州理工學院13個月。開設(shè)“玩轉(zhuǎn)量子世界”在線科普課程。長期講授大學物理、統(tǒng)計物理、計算物理等課程。在集智學園講授《統(tǒng)計物理基礎(chǔ)》系列課程。

個人官方主頁：https://physics.shu.edu.cn/info/1082/1166.htm 知乎主頁：https://www.zhihu.com/people/yongle-li-86

課程適用對象

1. 物理、化學、材料、計算科學等專業(yè)的本科高年級生與研究生

2. 有高等數(shù)學、線性代數(shù)、常微分方程基礎(chǔ)的理工科研究者

3. 對復雜系統(tǒng)、AI for Science、量子信息、量子化學有興趣的跨學科學習者

4. 希望補上量子基礎(chǔ)、建立現(xiàn)代量子語言的人

課程目標

1. 建立系統(tǒng)的量子物理基礎(chǔ)認知

2. 掌握典型模型與核心求解方法

3. 搭建通向現(xiàn)代量子科技與交叉研究的入口

報名須知

1. 課程形式：騰訊會議直播，集智學園網(wǎng)站錄播。本系列課程不安排免費直播。

2. 課程周期：2026年5月11日-2026年6月29日，每周日晚18點-20點進行。

3. 課程定價：原價799

   1. 早鳥價499，截止時間：2026年5月12日中午12點

掃碼付費報名課程課程鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/5724?from=wechat

付費流程：

2. 課程頁面添加學員登記表，添加助教微信入群；

3. 課程可開發(fā)票。

課程共創(chuàng)任務：課程字幕

為鼓勵學員深度參與、積極探索，我們致力于形成系列化知識傳播成果，并構(gòu)建課程知識共建社群。為此，我們特別設(shè)立激勵機制，讓您的學習之旅滿載收獲與成就感。

課程以老師講授為主，每期結(jié)束后，助教會于課程群內(nèi)發(fā)布字幕共創(chuàng)任務。學員通過參與這些任務，不僅能加深對內(nèi)容的理解，還可獲得積分獎勵。積分可兌換其他讀書會課程或?qū)嵨铼勂?，助力您的持續(xù)成長。

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課程鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/5648

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本系列課程引自集智科學家尤亦莊在 UCSD 開設(shè)的課堂，課程從量子比特開始談起，逐一介紹了量子力學的五大公理（量子態(tài)，觀測量，量子測量，時間演化，多體系統(tǒng)），循序漸進地建立量子力學的基本概念和體系。在此基礎(chǔ)上，課程著重探討了量子糾纏，量子測量和量子糾錯等量子信息學的入門知識。

課程鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/3686

1. 吳金閃：系統(tǒng)科學導引（四）量子力學

本系列課程是 《系統(tǒng)科學概論》 課程的后續(xù)課程?！陡耪摗肥窍到y(tǒng)科學研究的入門課程。學生需要通過《概論》課程來了解什么是系統(tǒng)科學（系統(tǒng)科學的思想），以及了解一些具體的系統(tǒng)科學的研究方法。系統(tǒng)科學后續(xù)課程的目標是在此基礎(chǔ)上，學會一些研究方法，體會一些系統(tǒng)科學的研究工作的實例。課程主要包含兩個模塊：數(shù)學基礎(chǔ)、物理學基礎(chǔ)。其中，數(shù)學模塊主要是集合與映射、矢量空間和概率論。物理模塊主要是經(jīng)典力學、統(tǒng)計力學、計算物理學初步和量子力學。量子力學作為一個前沿科學，系統(tǒng)科學的研究者自然也要學習。本課程將以多個有趣的實驗為引導，來介紹量子力學神奇的現(xiàn)象與原理。

課程鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/563

1. 量子信息與量子計算預讀班

本次預讀班受集智-凱風研讀營項目的支持，將主要聚焦在量子計算領(lǐng)域，對量子線路的經(jīng)典模擬、量子計算與人工智能的交叉、量子模擬、量子噪聲理論與糾錯碼等方面的論文進行研讀與討論。希望能通過預讀班的形式，能夠吸引具有基本物理基礎(chǔ)且對量子計算感興趣的人（例如本科生）和量子計算的年輕研究員，研讀硬核論文，激發(fā)科研靈感。

預讀班鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/4082

7. 《玩轉(zhuǎn)量子世界講座》：https://www.koushare.com/live/details/8639

8. “玩轉(zhuǎn)量子世界”科普課（共6節(jié)）：https://www.koushare.com/video/details/24092?series_id=477