高中生通过图示数学在牛津量子课程中表现优异

我们正处于第二次量子革命的黎明,该团队创造和控制单个量子系统的能力将推动基础科学、计算和日常生活的变革性进步。然而,量子理论长期以来被认为极难掌握,这为人才培养、利益相关者与政策制定者的科学决策以及公众理解构筑了巨大障碍。本文聚焦“量子图示主义”——一种新颖的量子物理可视化数学语言。这套最初于二十多年前为探索量子理论基础结构而开发的严谨图表框架,现已成为学术界和工业界进行量子计算研究及软件开发的有力工具。在此,该团队论证了其作为变革性教育方法的潜力。通过对英国734名志愿者中随机选取的54名高中生开展的试点研究,尽管参与者不具备高等数学基础,他们仍展现出对量子关键原理与操作的深刻概念性理解。在采用研究生级别考题的评估中,参与者通过率达82%,其中48%获得优秀等级。这些成果为提升量子科学的包容性扫清了道路,降低了传统量子学习面临的认知与人口统计学障碍。该方法有望扩大该领域参与度,为利益相关方、未来专家及公众提供极具前景的新入口。
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提交arXiv: 2025-11-28 17:11

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