中国科学技术大学许小冶老师深度解读量子信息科学专业 http://www.huaue.com　 2026年6月18日　 来源：微信公众号：北京考试报 　　作为物理学与信息科学深度融合的前沿交叉学科，量子信息科学以量子力学基本原理为核心，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？未来的升学与就业前景如何？答案尽在本期大学专业导航。 　　今天，中国科学技术大学许小冶老师为大家深度解读该专业。 　　作者简介：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。 　　专业内涵 　　什么是量子信息科学？ 　　量子信息科学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，并被列入我国“十五五”发展规划的未来产业之首。量子信息科学以量子力学基本原理为核心，研究量子系统具有的叠加、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完成宏观信息处理任务。其研究对象主要包括量子通信、量子计算、量子精密测量，以及量子材料与器件等核心方向。量子信息科学涉及光学、原子、离子、超导、半导体等多种物理体系，以及与材料科学、计算机科学、电子信息、光学工程等学科多重交叉。 　　量子信息科学的研究对象主要包括以下方面。 　　量子通信：利用量子纠缠和量子不可克隆原理，可实现理论上“无条件安全”的信息传输。我国的“墨子号”量子科学实验卫星和“京沪干线”量子保密通信骨干网，就是这一领域的里程碑式成果。 　　量子计算：利用量子叠加和纠缠特性，制造出能够实现指数加速的量子计算机，为算力瓶颈提供来自微观世界的解决方案。我国团队研发的“九章”系列光量子计算原型机和“祖冲之”号超导量子计算机，就是这一方向的杰出代表。 　　量子精密测量：利用量子效应对物理量（如时间、重力、磁场）进行超高精度测量。例如，冷原子绝对重力仪、金刚石色心微观磁共振技术等，为地球物理勘探、惯性导航等领域提供颠覆性测量手段。 　　量子材料与器件：研究可用于构建量子信息系统的材料和器件，涉及光学、原子、离子、超导、半导体等多种物理体系。 　　与相近专业的区别 　　区别于传统物理学：物理学侧重于理解自然规律，而量子信息科学更关注如何应用量子规律解决信息处理问题。 　　区别于计算机科学：传统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），计算范式完全不同。 　　区别于电子信息：电子信息处理的是经典信号，而量子信息处理的是量子态，技术路径和理论基础都有本质差异。 　　培养目标 　　培养未来的科学领军人才 　　量子信息科学专业的培养目标非常明确，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。 　　这意味着，该专业不仅希望学生掌握扎实的量子信息科学知识，更期待他们具备以下素质。 　　科学洞察力：培养学生把握学科前沿，识别关键科学问题的洞察力。 　　创新能力：培养学生敢于挑战传统，提出原创性理论和解决方案的能力。 　　跨学科视野：拓宽学生融会物理、信息、材料等多学科知识解决复杂问题的视野。 　　战略思维：培养学生理解科技发展趋势，把握国家战略需求的思维。 　　课程体系 　　学什么？怎么学？ 　　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 　　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。 　　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 　　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、量子精密测量等。 　　学生发展路径 　　升学与就业方向 　　经过系统化、专业化的培养体系锤炼，本专业毕业生展现出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，量子信息科学专业的就业前景非常广阔。 　　学术界：毕业生可进入高校或科研院所从事教学与科研工作。 　　产业界：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，网络安全公司等单位。 　　自主创业：国内量子科技领军企业，部分由高校师生创办，并与科研机构深度合作，为学生自主创业提供优质赛道。 　　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本专业毕业生。 　　长远发展前景 　　量子信息科学已被公认为未来科技的战略制高点。世界各国纷纷投入巨资进行研发，我国“十五五”规划将量子科技列为未来产业之首。随着量子计算、量子通信技术的不断成熟，未来10—20年将是量子信息技术从实验室走向产业化的关键时期。 　　技术突破带来的新应用：随着量子计算能力的提升，有望在材料设计、药物研发、优化算法等领域实现革命性突破。 　　产业化加速创造的新岗位：量子测量设备、量子通信设备、量子计算云平台等领域将需要大量人才。 　　交叉融合产生的新方向：量子人工智能、量子化学、量子生物学等新兴交叉领域正在形成。 　　给高中生与家长的建议 　　专业所需能力与特质 　　兴趣层面：学生对“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，愿意探究其背后的科学原理。 　　数理基础扎实：学生高中数学、物理成绩优异，解题思路清晰。 　　逻辑思维强：学生善于推理、分析，能够理解复杂的因果链条。 　　抽象思维能力突出：学生能够想象和理解看不见、摸不着的量子世界。 　　有韧性、能坚持：学生面对困难不轻易放弃，愿意反复思考同一个问题。 　　价值观层面：学生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。 　　理性评估与选择 　　误区一：盲目跟风，认为“热门专业就是好专业” 　　量子信息科学确实是前沿热门专业，但它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，可能会在学习过程中遇到较大困难。 　　误区二：望文生义，认为“学量子信息就是搞量子计算机” 　　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。建议深入了解后再做选择。 　　误区三：忽视基础，认为“高中物理好就能学好” 　　高中物理和大学量子力学之间有很大的跨度。高中物理好是基础，但更重要的是抽象思维能力和持续学习的毅力。 　　高中阶段的准备 　　学科准备：数学、物理这两门是量子信息科学的基石，同时，英语也很重要，阅读国际前沿文献需要良好的英语能力，学生也可以适当学习信息学基础知识。 　　能力培养：建议学生参加学科竞赛，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。 　　高考选科指导 　　高中选科要求：根据高考改革方案，报考量子信息科学专业通常要求必选物理和化学。 　关于专业信息更多的相关文章请点击查看　 特别说明：由于各方面情况的不断调整与变化，华禹教育网（Www.Huaue.Com）所提供的信息为非商业性的教育和科研之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，仅供参考，相关信息敬请以权威部门公布的正式信息为准。