摘要:以普通高校課程思政總體現(xiàn)狀為研究依據(jù)，結(jié)合量子力學(xué)課程的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，探索在量子力學(xué)課程中開(kāi)展課程思政教學(xué)的有效路徑，通過(guò)提升專業(yè)課教師對(duì)課程思政的理解和認(rèn)知，深入挖掘量子力學(xué)課程中蘊(yùn)含的豐富思政元素，以課程承載思政，將思政融于課程，達(dá)到啟迪學(xué)生心智、陶冶道德情操的育人目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:課程思政;量子力學(xué);教學(xué)改革

在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)［1］。要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，要用好課堂教學(xué)渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。在此背景下，如何在專業(yè)課程的教學(xué)中將課程思政元素融入課堂、如何育人成為當(dāng)前各個(gè)高校和教師們關(guān)注的熱點(diǎn)［2－6］。量子力學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的核心課程之一，它的主要內(nèi)容是以微觀世界粒子為研究對(duì)象，根據(jù)量子力學(xué)的五大基本假設(shè)，通過(guò)解薛定諤方程得到微觀粒子的力學(xué)量本征值，進(jìn)而得到微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。量子力學(xué)在物理學(xué)中占有極其重要的位置，也是從事當(dāng)代科學(xué)技術(shù)研究的基礎(chǔ)之一。量子力學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的物理基本功，為固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)等后繼課程的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。量子力學(xué)被廣泛地應(yīng)用到化學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、天體物理學(xué)等其他學(xué)科。量子力學(xué)課程的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)風(fēng)、科學(xué)方法及抽象邏輯思維能力、創(chuàng)新精神等起到十分重要的作用。因此，充分發(fā)掘和運(yùn)用量子力學(xué)中蘊(yùn)含的思政教育資源，強(qiáng)化思想理論教育和價(jià)值引領(lǐng)，在量子力學(xué)課程的教學(xué)中融入課程思政元素，對(duì)于塑造學(xué)生的馬克思主義世界觀、人生觀和價(jià)值觀具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。已有研究者通過(guò)對(duì)量子力學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)的再梳理，以及對(duì)量子力學(xué)課程中所蘊(yùn)含的思政元素的深入挖掘，形成思政案例，探索了量子力學(xué)課程與思政元素相融合的問(wèn)題［7－9］，這些工作對(duì)量子力學(xué)課程思政教育理念的推廣起到了很好的促進(jìn)作用。然而，在探索和實(shí)踐地方本科高校量子力學(xué)課程思政教育的過(guò)程中，量子力學(xué)課程與思政元素的有機(jī)結(jié)合仍然有很多困難和問(wèn)題，需要去探索和解決。

一、課程思政教學(xué)的基本現(xiàn)狀

(一)專業(yè)課教師思政元素的提煉能力稍顯不足。按照課程思政的育人要求，專業(yè)課教師在培養(yǎng)人才、講授專業(yè)知識(shí)和技能的同時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。教師是執(zhí)行課程思政育人功能的第一責(zé)任人，其自身要具備一定的思政素質(zhì)和修養(yǎng)。然而，地方普通高校尤其是應(yīng)用型本科高校的多數(shù)理工科專業(yè)教師在參加工作后，很少有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)如何將思政元素系統(tǒng)地應(yīng)用于專業(yè)課程教學(xué)中的方法。按照傳統(tǒng)的課程歸類和育人模式，人們通常認(rèn)為思想政治教育是思政教師和學(xué)生黨團(tuán)組織的事情，專業(yè)課程的育人功能主要體現(xiàn)在專業(yè)課教師對(duì)專業(yè)知識(shí)的講授上。這就導(dǎo)致很多專業(yè)課教師在課程思政是什么的問(wèn)題上陷入迷茫，更不知道如何開(kāi)展課程思政。另外，很多理工科專業(yè)教師畢業(yè)于非師范類高校，缺少系統(tǒng)的教師技能培訓(xùn)。如果不對(duì)這部分教師進(jìn)行課程思政教學(xué)技能培訓(xùn)，只是機(jī)械地在專業(yè)課堂中加入思政內(nèi)容，就會(huì)造成課程思政與專業(yè)課教學(xué)相脫節(jié)的問(wèn)題，達(dá)不到課程思政的育人目的。

(二)專業(yè)課程教材的思政元素表現(xiàn)不足。當(dāng)前制約地方本科高校開(kāi)展課程思政教育的另一個(gè)重要問(wèn)題就是專業(yè)課程的教材建設(shè)。地方本科高校由于受辦學(xué)歷史短、積累少、師資力量薄弱、課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入不足等多方面因素的影響，都是直接采用省部級(jí)以上規(guī)劃教材或重點(diǎn)大學(xué)的教材。這類專業(yè)教材的主要特點(diǎn)是非常重視專業(yè)知識(shí)的能力培養(yǎng)和訓(xùn)練。像量子力學(xué)這類物理學(xué)核心課程，教材強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的完整性，內(nèi)容呈現(xiàn)專業(yè)化、數(shù)學(xué)化和系統(tǒng)化的特點(diǎn)，幾乎找不到用思政元素來(lái)描述知識(shí)點(diǎn)的語(yǔ)句。這就在客觀上增加了教師將思政元素融入教學(xué)的難度，同時(shí)也造成學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中想不到量子力學(xué)課程中還有思政元素存在。因此，地方普通本科高校要實(shí)施好專業(yè)課程的思政育人功能，就必須加大課程思政教學(xué)研究力度，積極構(gòu)建適合專業(yè)人才培養(yǎng)需求的課程思政教材體系。

二、提升量子力學(xué)課程思政教學(xué)效能的有效路徑

摘要：隨著信息時(shí)代的到來(lái)，信息安全技術(shù)逐漸成為人們重點(diǎn)關(guān)注和研究的對(duì)象。為了保證在通信的過(guò)程中能夠增加相應(yīng)的安全性和保密性，可以利用加密算法的設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)信息安全優(yōu)化過(guò)程中加密算法有很多種，例如，量子加密算法和超混沌加密算法是現(xiàn)階段信息安全優(yōu)化過(guò)程中的常見(jiàn)算法類型，針對(duì)量子加密算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠保證通過(guò)密碼學(xué)原理增加通信通道在傳輸信息過(guò)程中的安全性、秘密性及準(zhǔn)確性。而使用超混沌加密算法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)槠淇梢猿尸F(xiàn)出三維現(xiàn)象，所以在一定程度上提升了空間的復(fù)雜性，但是這也決定了在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中能夠提升其加密效能。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；信息安全；加密算法；設(shè)計(jì)

當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息通信過(guò)程中的安全性和保密性越發(fā)重要，尤其是在軍事和國(guó)家機(jī)密方面，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通信保密等級(jí)的提升，能夠保障我國(guó)的國(guó)家機(jī)密及軍事機(jī)密得到更好的保護(hù)。

1量子加密算法設(shè)計(jì)分析

目前為了保障互聯(lián)網(wǎng)信息安全能夠得到更好的優(yōu)化，可以使用量子加密算法，并且以量子密碼學(xué)作為相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，對(duì)算法進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)是通過(guò)作出不同的假設(shè)，然后使用邏輯推理的方法對(duì)假設(shè)進(jìn)行推理和演算，確保其能夠驗(yàn)證出假設(shè)是否具備準(zhǔn)確性[1]。第1個(gè)量子力學(xué)的假設(shè)是，物理狀態(tài)為空間中的一個(gè)態(tài)勢(shì)量，并且對(duì)質(zhì)量進(jìn)行完全描述，因?yàn)樵诹孔恿W(xué)中根據(jù)概率進(jìn)行詮釋和粒子相伴的波函數(shù)平方具有一定的概率密度意義，而波函數(shù)因?yàn)樽陨聿槐硎救魏胃怕始拔锢砹浚裕渲饕硎靖怕实姆翟诹孔恿W(xué)中使用概率幅值。其根本區(qū)別是能夠優(yōu)于任何一種經(jīng)典的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，波函數(shù)的物理意義是能夠準(zhǔn)確描述出系統(tǒng)測(cè)量的結(jié)果概率性的分布情況，同時(shí)還可以記錄出系統(tǒng)在制備過(guò)程中的不同信息，根據(jù)不同的態(tài)對(duì)物理性質(zhì)做出相應(yīng)的響應(yīng)。第2個(gè)量子力學(xué)的假設(shè)是在經(jīng)典的力學(xué)中每一個(gè)力學(xué)值都可以去寫(xiě)相應(yīng)的算符的本征值，在描述了一個(gè)系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)量以后，將本征值和該粒子的力學(xué)量進(jìn)行測(cè)量，保證其數(shù)值能夠相等。第3個(gè)量子力學(xué)的假設(shè)是通過(guò)演化和推算，根據(jù)時(shí)間的順序利用方程對(duì)系統(tǒng)的算符進(jìn)行演算。第4個(gè)量子力學(xué)的假設(shè)是因?yàn)闇y(cè)量力學(xué)量F的可能值譜就是算符F的本征值譜，所以可以將系統(tǒng)統(tǒng)一的規(guī)劃為一個(gè)態(tài)勢(shì)量，并且將其所描述的狀態(tài)利用力學(xué)之和算符本征值進(jìn)行描述，然后通過(guò)展開(kāi)系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。在使用量子加密算法設(shè)計(jì)之前，要明確量子態(tài)的基本性質(zhì)，其基本性質(zhì)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)，首先是具有量子態(tài)的疊加原理，如果將量子系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的態(tài)進(jìn)行疊加，則會(huì)形成整個(gè)系統(tǒng)的疊加態(tài)。在經(jīng)典的物理學(xué)中疊加態(tài)主要是指振幅進(jìn)行疊加，并且其可以呈現(xiàn)出線性的疊加趨勢(shì)，然后是量子相干性，在任何一個(gè)微觀世界中，相關(guān)性都是量子態(tài)的基本屬性，量子的相干性能夠保證在疊加的過(guò)程中可以互相干涉，進(jìn)而使量子比特，能夠攜帶更多的量子信息。其次是量子態(tài)還具有不可克隆的特性，利用量子加密算法在進(jìn)行加密設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)量子的不可克隆定理，能夠保證量子所攜帶的信息更加具備保密性和安全性，從而避免其他黑客對(duì)所攜帶的信息進(jìn)行篡改[2]。然后針對(duì)以上分析對(duì)量子加密算法進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，首先要明確量子密鑰的分發(fā)協(xié)議，主要使用了BB84協(xié)議，這種協(xié)議是現(xiàn)階段利用量子密碼學(xué)提出的第1個(gè)分發(fā)協(xié)議，也是現(xiàn)階段使用最多的協(xié)議之一，其主要包含的編碼機(jī)分別是z基和x基。通過(guò)光子的4種不同偏振態(tài)，對(duì)程序進(jìn)行相應(yīng)的編碼，其中，z基的偏振態(tài)為|00》與|900》，x線的偏振態(tài)為|450》與|1350》，然后將在z上的偏振光子與x線上的偏振光子在不同的狀態(tài)上進(jìn)行正交，可以明確兩個(gè)不同線上的偏振光子狀態(tài)互不相交，其編碼的規(guī)則如下所示：BB84協(xié)議主要有兩個(gè)通信信道，第1個(gè)通信信道為經(jīng)典信道，利用這個(gè)信道接收信息和發(fā)送信息的雙方能夠?qū)⒁恍┍匾男畔⑦M(jìn)行交換，然后是量子信道，在傳輸過(guò)程中主要依據(jù)量子態(tài)進(jìn)行隨機(jī)性的信息傳輸，，并且量子信道的傳輸具有一定的隨機(jī)性。其協(xié)議的實(shí)現(xiàn)流程如下所示，第1步是利用Alice制備長(zhǎng)度為（4+δ）n的隨機(jī)密鑰串，然后同樣使用Alice，制備長(zhǎng)度為（4+δ）n的隨機(jī)輸出串b，然后對(duì)比特串的比特進(jìn)行分析，如果其數(shù)值為0，則使用z基編碼對(duì)密鑰串a(chǎn)進(jìn)行編碼，而如果比特幣的比特率為1，則應(yīng)該使用Alice，x基編碼對(duì)密鑰串a(chǎn)進(jìn)行編碼。在編碼完成以后需要通過(guò)Alice，將量子態(tài)發(fā)送給Bob，這時(shí)Bob則能隨機(jī)的選擇z基和x基，對(duì)測(cè)量出的比特串進(jìn)行發(fā)送，利用經(jīng)典信道能夠?qū)㈦S機(jī)數(shù)串b的信息傳輸給Bob。通過(guò)對(duì)Bob和Alice的編碼及測(cè)量機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比，并且將其比特值記錄下來(lái)，如果其編碼器和測(cè)量的數(shù)值不相同則丟棄掉，而如果其數(shù)值相同并且都大于2n，則應(yīng)該將數(shù)值進(jìn)行記錄并且傳輸，如果其長(zhǎng)度小于2n，仍然要重新開(kāi)始以上傳輸流程，直到其長(zhǎng)度大于2n則結(jié)束整個(gè)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)流程[3]。在正常環(huán)境下，BB84協(xié)議具有良好的運(yùn)輸效果，但是在噪聲環(huán)境下，可能會(huì)對(duì)BB84分配協(xié)議產(chǎn)生一定的影響，由于Alice和Bob在錯(cuò)誤區(qū)分的過(guò)程中，導(dǎo)致竊聽(tīng)錯(cuò)誤，主要因?yàn)樵肼暎栽谕ㄐ诺牡?個(gè)階段中可能會(huì)出現(xiàn)信息的傳輸錯(cuò)誤，目前帶有噪聲的BB84協(xié)議主要由無(wú)噪聲協(xié)議和4個(gè)階段組成，并且其在公共的信道上進(jìn)行傳輸。在進(jìn)行信息傳輸任務(wù)時(shí)，a和b主要是從原始的密鑰中將錯(cuò)誤的位進(jìn)行剔除，然后保證公共密鑰中的數(shù)碼串能夠保持無(wú)誤，第一步是需要通過(guò)Alice，通過(guò)公共頻道與Bob進(jìn)行公開(kāi)性的討論，然后對(duì)奇偶進(jìn)行校驗(yàn)，如果位的奇偶性出現(xiàn)了錯(cuò)誤則應(yīng)該再一次進(jìn)行比較，如果仍然出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將最后一位進(jìn)行丟棄，然后是可以使用二分法的方式來(lái)進(jìn)行錯(cuò)誤的尋找，即將錯(cuò)誤的字塊分為兩個(gè)部分，如果兩個(gè)字塊的奇偶性校驗(yàn)一直出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將不一致的字塊進(jìn)行丟棄，然后刪除掉錯(cuò)誤的位。因?yàn)槭褂闷媾夹ｒ?yàn)的方法只能夠發(fā)現(xiàn)奇數(shù)位上出現(xiàn)的錯(cuò)誤，所以在后期信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，偶數(shù)位上也可能會(huì)存在小部分錯(cuò)誤，所以還需要反復(fù)執(zhí)行上一操作流程，保證重新排列后的原始密鑰能夠具有更高的準(zhǔn)確性和安全性。通過(guò)以上協(xié)議的分析和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用，即使沒(méi)有竊聽(tīng)者，其通信的過(guò)程，也可能會(huì)存在一定的差錯(cuò)，所以為了保證密鑰能夠具有絕對(duì)安全的性質(zhì)，還應(yīng)該在合法通信的前提下將所有的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)，并且估算出Lve中的最大信息量以及泄漏的信息量。

2超混沌加密算法設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化

當(dāng)前超混沌加密算法也是現(xiàn)階段改善計(jì)算機(jī)信息傳輸過(guò)程中安全性的主要算法之一，在超混沌算法之前，常見(jiàn)的混沌系統(tǒng)為三維現(xiàn)象，其最為明顯的特征是主要包含了李雅普諾夫指數(shù)，因?yàn)槠溥\(yùn)行的軌跡較為固定，而且不具有相應(yīng)的穩(wěn)定性，所以，超混沌系統(tǒng)和一般混沌系統(tǒng)的區(qū)別是能夠在一定程度上改善相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且保證運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)局限在同一個(gè)方向上，但是因?yàn)檫@些應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也決定了，超混沌的系統(tǒng)在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中空間更為復(fù)雜，所以使用超混沌加密算法保證系統(tǒng)不會(huì)輕易被入侵者和黑客進(jìn)行破譯和篡改[4]。目前主要是用了Rossler系統(tǒng)和Lorenz系統(tǒng)對(duì)超混沌加密算法進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，公式如下所示。加密端的方程為：解密端的方程為：如果保證兩個(gè)方程的參數(shù)及初始狀態(tài)值都能夠相同，則在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)較大的失誤，因此密文則會(huì)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)槊魑摹Ｔ谶M(jìn)行實(shí)踐的過(guò)程中，首先要在計(jì)算機(jī)頁(yè)面上打開(kāi)加密設(shè)置，然后將所有的數(shù)據(jù)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)的加密強(qiáng)度。在加密、解密的過(guò)程中，同時(shí)還要選擇加密和解密功能，并且對(duì)加密級(jí)別的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在口令輸入完成以后，點(diǎn)擊開(kāi)始處理進(jìn)行加密操作。目前為了保證信息能夠具有更高的安全性和隱秘性，主要對(duì)音頻和視頻文件進(jìn)行加密處理，在加密處理后無(wú)法觀看或者聽(tīng)到原始的文件信息，并且文件信息主要有噪音或者亂碼取代，只有通過(guò)解密完成以后，才可以獲取原始的準(zhǔn)確信息，因此對(duì)一些相對(duì)較為重要的視頻文件或者音頻文件進(jìn)行保密時(shí)，利用超混沌加密算法具有重要的意義。

一、量子通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

量子力學(xué)誕生于1926年，是人類對(duì)微觀世界加以認(rèn)識(shí)的理論基礎(chǔ)之一。量子力學(xué)和相對(duì)論之間的不相容性在1935年被愛(ài)因斯坦、波多爾基斯和羅森論證后，約翰•貝爾于1964年提出貝爾理論，，阿斯派克等人于1982年證明了超光速響應(yīng)的存在。1989年第一次演示成功量子密鑰傳輸，1997年量子態(tài)隱形傳輸?shù)脑硇詫?shí)驗(yàn)驗(yàn)證由奧地利蔡林格小組在室內(nèi)首次完成，2004年，該小組又將量子態(tài)隱形傳輸距離成功提高到600米。2007年開(kāi)始我國(guó)架設(shè)了長(zhǎng)達(dá)16公里的自由空間量子信道，于2009年成功實(shí)現(xiàn)世界上量子隱形傳態(tài)的最遠(yuǎn)距離。

二、量子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

量子通信技術(shù)的研究方向除了包括量子隱形傳態(tài)還包括量子安全直接通信等，突破了現(xiàn)有信息技術(shù)，引起了學(xué)術(shù)界和社會(huì)的高度重視。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，量子通信除具有超強(qiáng)抗干擾能力外且不需對(duì)傳統(tǒng)信道進(jìn)行借助；與此同時(shí)量子通信的密碼被破譯的可能性幾乎沒(méi)有，具有較強(qiáng)的保密性；另外，量子通信幾乎不存在線路時(shí)延，傳輸速度很快。量子通信發(fā)展僅僅經(jīng)歷了20年左右，但其發(fā)展卻十分迅猛，目前已經(jīng)被很多國(guó)家和軍方給予高度關(guān)注。

量子通信在國(guó)防和軍事上具有廣闊的應(yīng)用前景，作為量子技術(shù)的最大特征，量子技術(shù)的安全性是傳統(tǒng)加密通信所無(wú)可企及的。量子通信技術(shù)的超強(qiáng)保密性，能夠有效保證己方軍事密件和軍事行動(dòng)不被敵方破譯及偵析，在國(guó)防和軍事領(lǐng)域顯示出無(wú)與倫比的魅力。另一方面，在破解復(fù)雜的加密算法上，也許現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可能需要好幾萬(wàn)年的時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)中是完全無(wú)法接受且?guī)缀鯖](méi)有實(shí)用價(jià)值的。但量子計(jì)算機(jī)卻能在幾分鐘內(nèi)將加密算法破解，如果未來(lái)這種技術(shù)被投入實(shí)用，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)密碼體制將處于危險(xiǎn)之中，而量子通信技術(shù)則能能夠抵御這種破解和威脅。

在民間通信領(lǐng)域量子通信技術(shù)的應(yīng)用前景也同樣廣闊。中國(guó)科技大學(xué)在2009年對(duì)界上首個(gè)5節(jié)點(diǎn)的全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建后，使得實(shí)時(shí)語(yǔ)音量子保密通信被首次實(shí)現(xiàn)，城市范圍的安全量子通信網(wǎng)絡(luò)在這種“城域量子通信網(wǎng)絡(luò)”基礎(chǔ)上成為了現(xiàn)實(shí)。

三、總結(jié)

摘要：從固體物理的學(xué)科特點(diǎn)及在材料類各專業(yè)的重要性出發(fā)，結(jié)合學(xué)科和學(xué)情特點(diǎn)，分析討論如何通過(guò)改變教學(xué)和評(píng)價(jià)方式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自信心，提高學(xué)生的課堂效率，從而提高教學(xué)效果；并在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中貫穿思政元素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和民族自尊心，培養(yǎng)具有家國(guó)情懷、德才兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>

關(guān)鍵詞：課程思政；固體物理；教學(xué)模式；課程評(píng)價(jià)方式；改革

要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面。[1]”中共教育部黨組在2017年印發(fā)的《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》中提出了課程育人質(zhì)量提升體系。大力推動(dòng)以“課程思政”為目標(biāo)的課堂教學(xué)改革，優(yōu)化課程設(shè)置，修訂專業(yè)教材，完善教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)教學(xué)管理，梳理各門專業(yè)課程所蘊(yùn)含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一[2]。北方民族大學(xué)是國(guó)家民委直屬的一所建立在民族自治區(qū)省會(huì)城市的綜合性民族類普通高等院校，多數(shù)學(xué)生來(lái)自我國(guó)少數(shù)民族和邊疆地區(qū)，經(jīng)濟(jì)落后，人才緊缺，對(duì)北方民族大學(xué)這樣的高等院校而言，為少數(shù)民族和邊疆地區(qū)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，并對(duì)這部分學(xué)生適時(shí)進(jìn)行課程思政，加強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育，將學(xué)生培養(yǎng)成具有家國(guó)情懷、專業(yè)素質(zhì)過(guò)硬的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)主義建設(shè)者就顯得尤為重要。固體物理作為材料類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)核心課程，起著連接基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的橋梁作用[3-4]。學(xué)習(xí)固體物理往往需要前期系統(tǒng)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)。根據(jù)北方民族大學(xué)19版培養(yǎng)方案的要求，材料類專業(yè)的學(xué)生往往只學(xué)習(xí)一年的高等數(shù)學(xué)和普通物理，熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理和電動(dòng)力學(xué)在普通物理只講了很少的一部分，量子力學(xué)根本沒(méi)有接觸。加之民族院校學(xué)生大多數(shù)來(lái)自少數(shù)民族和邊疆地區(qū)，學(xué)生基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)固體物理課程時(shí)感覺(jué)很困難，尤其是遇到理論推導(dǎo)時(shí)，學(xué)生難以理解，從而造成部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為了改變北方民族大學(xué)材料類各專業(yè)固體物理教學(xué)過(guò)程中教師難教、學(xué)生畏學(xué)的現(xiàn)狀，必須對(duì)固體物理的教學(xué)模式進(jìn)行改革，采取一系列措施提高學(xué)生的參與度，提高課堂效率。結(jié)合多年固體物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將從教學(xué)大綱修訂、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)模式和課程評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行思考和探索；結(jié)合固體物理課程的學(xué)科背景和特點(diǎn)，在教學(xué)中適時(shí)切入思政素材，將愛(ài)國(guó)主義、民族責(zé)任感和家國(guó)情懷融入到固體物理教學(xué)中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，達(dá)到思政育人的目的。下面就課程思政視閾下民族院校固體物理教學(xué)模式改革談幾點(diǎn)看法。

一、制定科學(xué)的固體物理課程思政的教學(xué)大綱

根據(jù)課程思政育人目標(biāo)、北方民族大學(xué)學(xué)情、課程特征和時(shí)代發(fā)展的要求，適當(dāng)刪減和調(diào)整部分重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容和講授次序，并在固體物理講授中融入思政素材，把社會(huì)主義核心價(jià)值觀和大國(guó)工匠精神等愛(ài)國(guó)主義教育融入到教學(xué)大綱，重新修訂教學(xué)大綱，依據(jù)教學(xué)大綱確定教學(xué)目標(biāo)。彰顯教師要樹(shù)立“課程思政”育人的主體意識(shí)，從根本上保證思政元素進(jìn)入課堂。

二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革

目前多數(shù)高校使用的固體物理教材，內(nèi)容基本包括晶體的結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)合、晶格振動(dòng)與晶體的熱學(xué)性質(zhì)、晶體中的衍射、金屬電子輪和周期場(chǎng)中的電子態(tài)等內(nèi)容。作為一個(gè)學(xué)期的專業(yè)核心課程，大部分的高校計(jì)劃64學(xué)時(shí)，而北方民族大學(xué)材料類專業(yè)的學(xué)時(shí)數(shù)只有48學(xué)時(shí)，只能講授固體物理基礎(chǔ)的部分內(nèi)容。加之缺少熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理與量子力學(xué)方面的知識(shí)，全面講授固體物理有很大的困難。為了解決這個(gè)矛盾，將對(duì)授課內(nèi)容做以下調(diào)整。（1）有選擇性地講授。對(duì)固體物理各章節(jié)講授要有主次之分，重點(diǎn)內(nèi)容精講，在其他課程中涉及的內(nèi)容可以略講或不講[5]。例如，固體物理中關(guān)于什么是晶體、晶體結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)合等內(nèi)容學(xué)生已經(jīng)在材料科學(xué)基礎(chǔ)里學(xué)過(guò)了，所以在講授這部分內(nèi)容時(shí)只選擇性地講解重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)基本概念和術(shù)語(yǔ)一帶而過(guò)[5]。（2）重思想輕推導(dǎo)。對(duì)于有些章節(jié)的難點(diǎn)，不追求煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，更多地突出物理思想的表達(dá)[5]；比如應(yīng)用量子力學(xué)的微擾理論求解準(zhǔn)自由電子模型和緊束縛模型時(shí)，力求講清量子力學(xué)的處理思路，對(duì)于求解復(fù)雜的薛定諤方程的過(guò)程可以一帶而過(guò)，不要陷入復(fù)雜的公式推導(dǎo)和繁雜的方程求解過(guò)程中。對(duì)于某一個(gè)具體理論要重點(diǎn)講述其建立過(guò)程與物理模型。物理模型盡量簡(jiǎn)單，深入淺出，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用固體物理學(xué)的方法思考和處理問(wèn)題。（3）適時(shí)增加固體物理學(xué)科前沿內(nèi)容的講授，合理補(bǔ)充與固體物理學(xué)科聯(lián)系緊密的半導(dǎo)體物理學(xué)科最新的學(xué)術(shù)成果與進(jìn)展[5]。引導(dǎo)學(xué)生積極參與老師的科研實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生多聽(tīng)學(xué)校邀請(qǐng)的國(guó)內(nèi)專家的學(xué)術(shù)報(bào)告，了解最新的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)研究的興趣，為學(xué)生繼續(xù)深造和從事科研工作奠定基礎(chǔ)。

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，我國(guó)通信技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入全新發(fā)展階段。通信技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)中占據(jù)重要位置，改變了人們傳統(tǒng)的信息交流和交換方式，在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，量子通信技術(shù)研究逐漸取得突破，成為通信技術(shù)發(fā)展中的重要方向，但是因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展不夠成熟，還存在著一些問(wèn)題需要解決，才能夠提高通信質(zhì)量。因此，本文將對(duì)量子通信技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入的研究與分析，并提出一些合理的意見(jiàn)和措施，旨在進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)通信技術(shù)水平提升。

關(guān)鍵詞：量子技術(shù)；量子通信技術(shù)；存在問(wèn)題；技術(shù)優(yōu)勢(shì)；發(fā)展前景

量子通信技術(shù)相比于傳統(tǒng)的通信技術(shù)而言，其信息傳輸速率更快，保密性更強(qiáng)，是當(dāng)前世界各國(guó)在通信技術(shù)研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容。量子通信技術(shù)基于量子力學(xué)原理，將微觀世界的物質(zhì)特征應(yīng)用在通信領(lǐng)域中，在保持較高信息傳輸速率的同時(shí)，在通信加密方面具有較大優(yōu)勢(shì)，逐漸成為當(dāng)前通信技術(shù)領(lǐng)域研究的熱門話題。量子通信技術(shù)研究對(duì)于提高通信質(zhì)量有著重要的意義，且當(dāng)前量子通信技術(shù)研究正處于關(guān)鍵階段，所以必須準(zhǔn)確掌握量子通信技術(shù)中存在的問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，才能夠全面提高我國(guó)量子通信技術(shù)水平。

1   量子通信技術(shù)內(nèi)涵分析

1.1 量子通信技術(shù)基本概念

量子通信是采用量子相干疊加、量子糾纏效應(yīng)完成信息傳輸?shù)囊环N通信技術(shù)，主要包括量子理論和信息理論。從物理學(xué)層面出發(fā)，量子通信技術(shù)是物理極限下采用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高性能通信的一種技術(shù)，具有物理原理的信息絕對(duì)安全性，能夠有效解決傳統(tǒng)通信技術(shù)中無(wú)法解決的多項(xiàng)問(wèn)題[1]。從信息學(xué)層面出發(fā)，量子通信技術(shù)采用量子的不可復(fù)制特性和隱性傳輸特性，通過(guò)量子測(cè)量方式完成信息傳輸。量子通信技術(shù)中傳輸信息不是經(jīng)典信息，而是量子所攜帶的量子信息，與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，標(biāo)志著未來(lái)通信技術(shù)全新發(fā)展方向。

1.2 量子通信技術(shù)發(fā)展

摘要：大學(xué)物理課程是材料專業(yè)的基礎(chǔ)課，它的教學(xué)改革具有重要的意義。文章從改革課件、增加與材料專業(yè)相關(guān)內(nèi)容、教學(xué)方法改革等方面做了初步的探討和嘗試，從而增強(qiáng)學(xué)生興趣，增大了課程的內(nèi)容含量。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；基礎(chǔ)課；教學(xué)改革

物理學(xué)是材料學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，材料的發(fā)展離不開(kāi)物理，材料科學(xué)中遇到的難題不斷吸引物理學(xué)家去解答，新材料、新工藝和各種微觀結(jié)構(gòu)性能的研究又涉及到物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，材料學(xué)最新的研究方向更是從偏重化學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向偏重物理分析。大學(xué)物理是材料類學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課程，也是大一新生走進(jìn)大學(xué)校園最先接觸到的課程之一，這門課程旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理原理的理解，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)材料專業(yè)的相關(guān)理論知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，大學(xué)物理還能培養(yǎng)物理特色的思維方式，對(duì)學(xué)生處理其他問(wèn)題也具有指導(dǎo)作用：即透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、抓主要矛盾、做合理假設(shè)、建數(shù)學(xué)模型，從而真正做到舉重若輕、事半功倍。大學(xué)物理是世界范圍內(nèi)理工科高等院校普遍開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課程。美國(guó)哈佛大學(xué)[1]的物理教學(xué)模式主要包括，第一，案例教學(xué)；第二，互動(dòng)討論法教學(xué)；第三，教研結(jié)合教學(xué)；第四，教師獨(dú)立教學(xué)。麻省理工學(xué)院提出了以研究為主的大學(xué)物理教學(xué)模式[2]，在教學(xué)過(guò)程中，教師只是起到指導(dǎo)作用，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，從而更好的培養(yǎng)和造就科技人才。北卡羅來(lái)納州立大學(xué)采用以學(xué)生為中心的教學(xué)法[3]，學(xué)生們?cè)谛〗M里互相合作，進(jìn)行活動(dòng)，而教師負(fù)責(zé)通過(guò)討論，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。伊利諾伊大學(xué)香檳分校的大學(xué)物理教學(xué)中，整個(gè)教學(xué)過(guò)程都是以學(xué)生為主體[4]，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，教師在授課過(guò)程中，大量提問(wèn)，學(xué)生積極踴躍參與討論。德國(guó)克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)也注重教學(xué)和科研的統(tǒng)一[5]。這種教學(xué)與科研密切結(jié)合的體制，對(duì)提高大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量大有裨益。這些世界一流名校的經(jīng)驗(yàn)對(duì)于國(guó)內(nèi)的普通高校未必適用，我們只需加以借鑒，并不一定要完全照搬。目前國(guó)內(nèi)尤其是地方院校，大學(xué)物理的教學(xué)情況是：學(xué)時(shí)少，現(xiàn)代化教育手段運(yùn)用不足。更嚴(yán)峻的是，擴(kuò)招給地方院校帶來(lái)巨大的壓力，師資力量無(wú)法滿足需要，而生源質(zhì)量又大幅下降，因此對(duì)大學(xué)物理教學(xué)的影響壓力很大。我們?cè)诹某谴髮W(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院多年的大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理內(nèi)容過(guò)于深?yuàn)W抽象，難以學(xué)以致用。還有一部分學(xué)生覺(jué)得大學(xué)物理的內(nèi)容與自己的專業(yè)課程聯(lián)系不大，沒(méi)有多少實(shí)際用途，以致于學(xué)學(xué)物理的興趣不佳，主動(dòng)性差，甚至有厭學(xué)情緒。上課不認(rèn)真，玩手機(jī)，學(xué)習(xí)其他課程甚至逃課，課后抄襲作業(yè)甚至不寫(xiě)作業(yè)，考試時(shí)作弊等現(xiàn)象比比皆是。很多學(xué)生不為學(xué)會(huì)知識(shí)，只為應(yīng)付考試及格。目前材料專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)基本上是沿襲物理專業(yè)的教學(xué)模式進(jìn)行的，這樣的模式不適用于材料專業(yè)建設(shè)和學(xué)生主動(dòng)性培養(yǎng)的要求，主要表現(xiàn)在：1.材料學(xué)的發(fā)展日新月異，然而我們所用的大學(xué)物理教材內(nèi)容依然是沿用多年前的教材體系，教材里只有極少的現(xiàn)代科技發(fā)展的簡(jiǎn)介，對(duì)學(xué)生缺乏足夠的吸引力。2.大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的專業(yè)、學(xué)科沒(méi)有區(qū)分，與專業(yè)結(jié)合不夠緊密，教師只注重物理知識(shí)的講授，忽視物理學(xué)與材料專業(yè)之間的緊密聯(lián)系及物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，因此無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱誠(chéng)。3.大學(xué)物理課堂內(nèi)容多以教師講述為主，課堂上演示性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，以致于很多抽象的原理學(xué)生理解不了，同時(shí)，課堂和課后師生間互動(dòng)較少，教學(xué)質(zhì)量大大降低。當(dāng)前，各學(xué)校各專業(yè)都在積極的探索適合本專業(yè)學(xué)生的大學(xué)物理教學(xué)模式，以解決當(dāng)前阻礙大學(xué)物理教學(xué)改革的瓶頸。本文根據(jù)聊城大學(xué)材料學(xué)院的實(shí)際情況，以提高材料專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生科研精神、增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)大學(xué)物理教學(xué)的目標(biāo)與要求，結(jié)合材料專業(yè)特色，注重物理知識(shí)與材料知識(shí)的聯(lián)系，體現(xiàn)物理知識(shí)是材料專業(yè)研究工具的特點(diǎn)，開(kāi)展對(duì)材料專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)模式改革的探討，最終調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱誠(chéng)，使學(xué)生懂得學(xué)習(xí)物理的重要性并能用物理知識(shí)解決專業(yè)問(wèn)題，使物理知識(shí)與材料專業(yè)知識(shí)相輔相成、互相促進(jìn)。本文的改革方案如圖1所示：

一、積極探索，改革教學(xué)軟件

利用專業(yè)軟件工具包制作一套適合材料專業(yè)學(xué)生的大學(xué)物理電子教程。大學(xué)物理課堂上，加入材料、物理、生物、計(jì)算機(jī)、天文學(xué)的前沿科技，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教材體系落后于時(shí)代、應(yīng)用性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。讓學(xué)生能夠了解到社會(huì)的發(fā)展和科技前沿的最新動(dòng)態(tài)，將學(xué)生代入一個(gè)生動(dòng)、形象、具體的環(huán)境，活躍課堂氣氛，開(kāi)闊學(xué)生視野，增加學(xué)生的求知欲望。

二、將物理學(xué)史貫穿融入到物理課的教學(xué)中去

講課過(guò)程中，融入與課本相關(guān)的物理方面的名人軼事和物理學(xué)史。通過(guò)講述科學(xué)家的趣事和成長(zhǎng)成才經(jīng)歷，讓學(xué)生體會(huì)到大學(xué)物理的方法論是如何演繹的，讓學(xué)生感悟物理學(xué)家是如何考慮科學(xué)問(wèn)題，如何解決問(wèn)題的，了解物理學(xué)大師科學(xué)創(chuàng)造的思路，使學(xué)生從中獲得啟發(fā)、感悟和熏陶。讓學(xué)生自己體會(huì)做學(xué)問(wèn)的三個(gè)境界：昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù)，獨(dú)上高樓，望斷天涯路；衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴；眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。掌握了這三個(gè)境界，學(xué)生便很自然的掌握了科學(xué)的邏輯思維方法。

一、概論

量子是現(xiàn)代物理的重要概念，與經(jīng)典物理有根本的區(qū)別，提供了全新的原理和思考方式。量子具有不確定性和不可測(cè)量性，量子的世界不遵循經(jīng)典物理學(xué)定律，因此人們對(duì)量子世界的探索存在很多困難。通過(guò)科學(xué)家的不斷探索，在量子信息研究領(lǐng)域有了許多的突破，其中產(chǎn)生了量子通信這一新興技術(shù)。目前量子通信主要有兩種應(yīng)用，一種是較為成熟的量子密碼通信，一種是量子隱形傳送。2012年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，法國(guó)科學(xué)家塞爾日•阿羅什與美國(guó)科學(xué)家大衛(wèi)•維因蘭德實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)原子的測(cè)量和控制，阿羅什的工作是打造出一個(gè)微波腔，借助單個(gè)原子在微波腔中會(huì)輻射或吸收單個(gè)光子的特性，實(shí)現(xiàn)了操縱單個(gè)光子。而維因蘭德則制造出了一個(gè)離子阱，先用光來(lái)俘獲離子，然后用激光冷卻離子，進(jìn)而對(duì)離子進(jìn)行測(cè)量和控制。量子計(jì)算和精密測(cè)量有了變成現(xiàn)實(shí)的可能性。

二、量子糾纏

Hilbert空間是歐幾里德空間的一個(gè)推廣，不再局限于有限維，是一個(gè)完備的空間，其上所有的柯西序列等價(jià)于收斂序列，從而微積分中的大部分概念都可以無(wú)障礙地推廣到Hilbert空間中。能用Hilbert空間中的一個(gè)矢量表示的量子系統(tǒng)稱為純態(tài)，反之，如果不是處于確定的態(tài)而是以某一種幾率分布的，稱之為混合態(tài)。通常量子比特表示為：|Ψ〉=α|0〉+β|1〉，|α|2+|β|2=1（疊加態(tài)形式）。兩個(gè)純態(tài)|Ψ1〉和|Ψ2〉的線性疊加所描述的量子態(tài)|Ψ〉=c1|Ψ1〉+c2|Ψ2〉對(duì)應(yīng)Hilbert空間的一個(gè)矢量，也是一個(gè)純態(tài)。經(jīng)過(guò)測(cè)量的量子態(tài)會(huì)坍縮到|0〉或|1〉，這個(gè)過(guò)程是不可逆的。這是二維Hilbert空間中量子態(tài)的描述，類似于三維球面上的一個(gè)點(diǎn)。在具有n個(gè)量子態(tài)的系統(tǒng)中，狀態(tài)空間由2n個(gè)基向量組成。在未對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作之前，量子態(tài)可能為2n中的一個(gè)，與經(jīng)典存儲(chǔ)系統(tǒng)相比，量子系統(tǒng)能在某一時(shí)刻保持2n個(gè)狀態(tài)，因此量子系統(tǒng)具有更大的計(jì)算潛力。愛(ài)因斯坦不愿承認(rèn)并稱之為“幽靈般的超距作用（spookyactionatadistance）”的量子糾纏，指兩個(gè)相互獨(dú)立的粒子可以相互影響，對(duì)其中一個(gè)粒子進(jìn)行觀測(cè)可以即時(shí)地影響到其它粒子，無(wú)論它們之間的距離有多遠(yuǎn)。量子糾纏描述了量子子系統(tǒng)相互影響的現(xiàn)象，對(duì)一個(gè)子系統(tǒng)的測(cè)量瞬間影響了其他子系統(tǒng)的狀態(tài)。一個(gè)由|ΨA〉和|ΨB〉兩個(gè)子系統(tǒng)組成的復(fù)合系統(tǒng)|Ψ〉，如果可以表示為|ΨA〉×|ΨB〉，則|Ψ〉處于直積態(tài)，否則處于糾纏態(tài)。常見(jiàn)的糾纏態(tài)有：兩個(gè)粒子構(gòu)成的bell基，三個(gè)粒子構(gòu)成的GHZ態(tài)等。二粒子純態(tài)糾纏的研究最為完善，bell態(tài)是量子通信中最基本的糾纏資源。處于bell態(tài)的兩個(gè)糾纏粒子稱為EPR對(duì)。四維Hilbert空間中的正交完備基稱為bell基。在量子通信中，最常用的測(cè)量方法是bell基測(cè)量。

三、量子糾纏的應(yīng)用

目前量子通信的兩種主要方式：量子密碼通信和隱形傳送。量子密碼或量子密鑰分配是利用了觀測(cè)一般會(huì)干擾被觀測(cè)系統(tǒng)的量子力學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。量子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽(tīng)和破解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)根本上、永久性解決信息安全問(wèn)題的目標(biāo)。量子隱形傳態(tài)需建立在經(jīng)典物理信道的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)。在研究量子領(lǐng)域早期，人們最感興趣的一個(gè)問(wèn)題是能否利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)超光速通信，這個(gè)問(wèn)題的答案是否定的，原因在于量子的不可克隆性，僅依靠量子糾纏系統(tǒng)無(wú)法傳遞具體信息，要將原量子態(tài)的全部信息提取出來(lái)，需分別根據(jù)其經(jīng)典信息和量子信息來(lái)構(gòu)造，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)瞬間傳輸。量子隱形傳態(tài)利用量子糾纏態(tài)作為通道,利用量子作為載體,把信息從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。量子隱形傳態(tài)的任務(wù)可以簡(jiǎn)單地描述為：假設(shè)存在一對(duì)共享的量子比特為A、B，利用A、B來(lái)傳送量子態(tài)C。將A、B分別置于系統(tǒng)的兩端，現(xiàn)將量子比特A和C作幺正變換，測(cè)量后得到兩個(gè)經(jīng)典量子比特的信息，在這個(gè)過(guò)程中兩個(gè)量子比特被破壞。量子比特B現(xiàn)在包含了關(guān)于C的信息，但觀測(cè)者仍無(wú)法得到C的任何信息，量子比特B處于四個(gè)任意的量子態(tài)之一。現(xiàn)在需通過(guò)經(jīng)典通信通道將A的測(cè)量結(jié)果發(fā)送到B端，根據(jù)A的測(cè)量結(jié)果，對(duì)B作相應(yīng)的幺正變換,此時(shí)量子比特B的狀態(tài)變?yōu)镃，實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)的傳送。

四、量子通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

【摘要】

正電子，又稱陽(yáng)電子、反電子、正子，基本粒子的一種，帶正電荷，質(zhì)量和電子相等，是電子的反粒子。最早是由狄拉克從理論上語(yǔ)言的。1932年8月2日，美國(guó)加州理工學(xué)院的安德森等人向全世界莊嚴(yán)宣告，他們發(fā)現(xiàn)了正電子。正負(fù)電子一旦相遇，則發(fā)生湮滅，是正電子的最基本性質(zhì)。在這之前是不具有我們理解的正電子的最基本性質(zhì)。那么對(duì)于大學(xué)生在學(xué)學(xué)物理中該如何理解正電子，本人在文章簡(jiǎn)單介紹了正電子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，讓大學(xué)生對(duì)正電子的概念有一個(gè)基本的了解。

【關(guān)鍵詞】

正電子；狄拉克方程；湮滅；空穴

1.引言

正電子的理論預(yù)言和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)揭開(kāi)了反粒子的發(fā)現(xiàn)之幕，這也無(wú)疑是近代物理界的極為重要的和極其有意義的發(fā)現(xiàn)，它的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著我們對(duì)物質(zhì)的內(nèi)涵有了更進(jìn)一步的理解，尤其是對(duì)基本粒子的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深。構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子是既不能產(chǎn)生，也不會(huì)湮滅，如電子，我們通常的電子都是指帶負(fù)電，而且規(guī)定電子所帶的電量大小為單位電量，直到正電子的發(fā)現(xiàn)，對(duì)基本粒子的認(rèn)識(shí)翻開(kāi)了新的一頁(yè)。現(xiàn)如今，我們發(fā)現(xiàn)在一定條件下，正、負(fù)電子可以相互轉(zhuǎn)化，成對(duì)的產(chǎn)生或者湮滅。我們?cè)谡J(rèn)識(shí)世界的過(guò)程中，總是從感性上升到理性，通過(guò)概括和整理，使之成為概念。本文簡(jiǎn)單介紹我們?cè)撊绾稳ダ斫庹娮拥母拍睿@就是本文探索的目的。

2.正電子的理論來(lái)源