弗吉尼亚州一高中引进全美首台校园量子计算机，让学生提前通过实操掌握量子物理与编程，布局未来人才通道。
2027年1月，位于美国弗吉尼亚州的斯凯维尤高中将迎来一项历史性突破，成为全美第一所拥有真实量子计算机的高中。这台名为XQ1的量子计算机由量子计算与感应企业希德量子公司研制，旨在通过亲自动手操作，激发下一代量子创新者的探索热情。
当前，量子计算产业正在全球范围内迎来爆发式增长，各国政府与私营资本都在持续加大投入。然而，多位行业领袖达成共识，除了投入资金与技术之外，同步壮大量子技术人才队伍同样迫在眉睫。为了应对这一挑战，弗吉尼亚州费尔法克斯县公立学校(FCPS)决定通过让高中生直接接触并使用真实的量子计算机，来搭建人才培养通道。该公立学校负责人Michelle Reid表示，这是一次对全球爆发式增长行业的前瞻性下注，能够帮助学生提前做好准备，迎接未来10年内预计产生的80万个量子相关就业岗位。
这台名为XQ1的量子计算机拥有4个量子比特。它的基本计算单元基于刻有特定缺陷的金刚石打造，这种类型的量子比特能够在室温环境下稳定运行。希德公司专家Gopalakrishnan Balasubramanian表示，XQ1的体积与一台小型冰箱相当，结构足够坚固，能够承受教室环境的日常使用并连续稳定运行数年。该设备的造价约为90万美元。Michelle Reid指出，对于学校而言，这一成本甚至比开办一项全新的焊接技能培训课程还要划算。
由于量子计算机的计算能力与其量子比特数量直接相关，仅拥有4个量子比特的XQ1并不能用来运行极其复杂的程序。但它的核心价值在于帮助学生建立对量子物理特性的直观理解。例如，学生可以直观感受量子比特的概率性特征。Gopalakrishnan Balasubramanian解释说，学生可以测试将一个量子比特反复置于相同的初始状态，即多次向量子计算机输入完全相同的数据，但在后续读取时，输出的结果并不一定会保持一致。
通过这种方式，在进入大学接受严苛的量子物理专业教育之前，学生们就能对量子计算机迥异于传统计算机的底层运行逻辑产生直观认知。此外，学生们还可以自行调节控制量子比特的电磁脉冲，观察环境噪声对设备运行产生的影响。在实操过程中，学生们将以2到3人的小组形式开展合作，并同步学习Python编程语言。
Michelle Reid表示，学校期望学生能够直接操作设备并观察物理现象在现实中的发生。XQ1最初将应用于高中最后两年的数学和物理课程中，未来教学大纲还将进一步拓展。同时，来自该县其他学校的学生也有机会通过周末项目体验这台设备。学生们对这个项目的到来感到无比兴奋。
原文：https://www.newscientist.com/article/2593536-why-a-high-school-in-virginia-is-getting-a-quantum-computer/