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这听起来像是科幻小说中才会出现的事物：在一个称为“叠加态”的过程中，某个对象可以同时处于一个以上的位置或状态。而且从理论上讲，它们可以从宇宙两端神秘地互相影响，即所谓的“量子纠缠”。
这些就是原子世界中的奇异特性。现在，随着悉尼新南威尔士大学即将推出全球首个相关学士学位，量子世界正在向本科生打开大门。这个四年制的量子工程荣誉学士学位将从两年的标准电气工程学开始，然后引领学生进入计算机实验室模拟量子系统。
超过一个世纪以来，量子力学一直在困扰着科学家们。尽管阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）曾帮助该领域开创先河，但从未完全接受它，而是将“量子纠缠”称为“远距离的诡异动作”。然而，在过去几十年间，高等教育的学生们已经使用诸如离子阱、真空室和冷冻机之类的高科技设备探索该领域。这些设备可以让研究者将内容物冷却到略高于绝对零值的温度。
“这不仅是像在物理课上那样用笔和纸解决微分方程。”新南威尔士大学悉尼分校的量子工程学的科研教授、参与构思这个新学位的安德里亚·莫雷洛（Andrea Morello）说：“你可以模拟复杂而丰富的量子现象。这个课程将以传统量子物理学课程办不到的方式印入学生的脑海。”
学生将在为专业量身定制的实验室中度过第4年，操纵纠缠的轻粒子和被称为“量子位元”的单个原子、原子核或电子。他们将使用示波器和光子探测器将实验可视化。
这个学位课程是莫雷洛教授于2008年开发的“量子设备”研究生课程的拓展。“我非常想把它扩展为本科生课程。”他说：“如果将课程提早，学生将具有更多吸收新事物的能力。”
“量子工程是21世纪的电气工程。就像上世纪的微电子学和微波工程一样。如果你是一名身处2020年的电子工程师，那么没有理由不想拥有量子工程技能。”
目前，唯一可与该课程类比的是赫尔辛基阿尔托大学（Aalto University）一个科学与技术学位中的量子技术专业。这是米可·莫特宁（Mikko Möttönen）的创意，他也是新南威尔士大学一位前博士后研究员。
这所位于悉尼的大学凭借其硅基量子计算技术的突破在量子技术领域树立声誉，而硅基量子计算技术在很大程度上仍是理论领域，希望利用量子位元的多种状态来产生比常规晶体管的二进制特性大得多的处理能力。
但是，莫雷洛教授强调称，目前市面上已有量子支持设备，比如具有“非常稳定、鲜艳色彩”的量子点电视以及使用“量子随机数字生成器”进行超安全通信的新款手机。
从半导体、激光和光纤通信，到全球定位系统和磁共振成像，量子物理学一直是当代技术的基础。
由澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织（CSIRO）于今年发布的《成长中的澳大利亚量子技术产业》报告预测，到2040年，该行业可能会发展成为价值40亿澳元（22亿英镑）的本地产业，提供16000个就业岗位。
莫雷洛教授称这只是冰山一角。他补充说：“就目前而言，根本没有足够多的合格工程师来填补世界各地需要量子技能的工作机会。”
john.ross@timeshighereducation.com
本文由Liu Jing为泰晤士高等教育翻译。
