量子计算智能导论教学探索

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1、第15期计算机教育2011年8月10日ComputerEducationNo.15Aug.10,201155文章编号：1672-5913(2011)15-0055-03中图分类号：G642文献标识码：B量子计算智能导论教学探索李阳阳，尚荣华，焦李成(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)摘要：随着智能信息处理技术的飞速发展，越来越多的学生对量子计算智能导论这门课产生了浓厚的兴趣。我们结合教学实践，将该门课程的教学内容划分为理论型和实践型，注重理论与实际应用相结合，以具体实例引导教学，从而加深学生对理论的理解，进而培养学生的实践

2、能力和科研兴趣。本文介绍了这种教学方法。关键词：智能信息处理技术；量子计算智能导论；教学实践人类正被数据淹没，却饥渴于知识。面临浩瀚无同时关注前沿，以该学科的前沿领域为教学指引，进际而被污染的数据，人们呼唤从数据汪洋中来一个去而更好的培养研究生主动探索知识的能力。粗取精、去伪存真的技术。而数据挖掘就是从大量数1教材选择据中识别出有效的、新颖的、潜在有用的，以及最终可理解的知识和模式的高级操作过程，所以数据挖掘一本好的教材为教学起到了画龙点睛的作用，因也可以说是一个模式识别的过程，因此模式识别领域此教材的选择即是老师对教学内容，教学目标和教学

3、的许多技术经过一定的改进便可以在数据挖掘中起方法的选择。我们选择教材，期望该教材由浅入深、重要的作用。计算智能(ComputationalIntelligence-CI)深入浅出、可读性好，具有系统性、交叉性、前沿性方法是传统人工智能(ArtificialIntelligence，AI)的扩等特点。由于量子计算智能导论为全校研究生的专业[1]展，它是模式识别技术发展的新阶段。课程，而量子计算智能是一门多学科交叉的综合型学科学家预言：“21世纪，人类将从经典信息时代科，因此我们要考虑到来自学校不同专业背景，以及跨越到量子信息时代”。创立了一个

4、世纪的量子力学在物理，数学，工程优化和进化理论基础有限的两难随着20世纪90年代与信息科学交叉融合诞生的量子困境，所以首先选择了一本关于量子计算的英文原版[2]信息学，已成为量子信息时代来临的重要标志。量书作为教材之一，MichaelNielsen等人所著的子计算智能导论作为信息科学、计算机科学、智能信《QuantumComputationandQuantumInformation》[3]，息处理、人工智能等相关专业的研究生专业课程，已2003年高等教育出版社出版，该书全面介绍了量子经在越来越多的高等学校开设。计算与量子信息学领域的主要思想

5、与技术。到目前为由于量子计算智能是一门跨越包括物理学、数止，该领域的高速进展与学科交叉的特性使得初学者学、计算机科学、电子机械、通讯、生理学、进化理感到困惑而不易对其主要技术与结论有综合性的认论和心理学等学科在内的深奥科学，因此量子计算智识，而该书特色在于对量子机制和计算机科学给予了能导论的教学内容和侧重点的安排目前仍处在探索指导性介绍，使得那些没有物理学或计算机科学背景阶段，尤其作为研究生课程如何使得学生在掌握深奥的学生对此也易于接受，为学生提供了详实的关于量理论的基础上结合实际应用，将理论转化为技术与工子计算的物理原理和基本概念；另外考

6、虑到这门课程具，从而提高动手能力，这是每个研究生专业课任课面向研究生，无论将来他们是直接就业还是继续深老师的核心探索所在，因此就要求老师在授业解惑的造，都要注重实践动手能力的培养，要能够将自己所作者简介：李阳阳，女，副教授，研究方向为量子计算智能和模式识别；尚荣华，女，副教授，研究方向为智能计算和智能信息处理；焦李成，男，教授，研究方向为智能信息处理和图像处理。计算机教育56ComputerEducation2011学的书本知识转化为技术和工具，去解决实际的工程理论型教学指的是发展完善的量子计算基本原和科研问题，因此我们还选择了另外一门书，

7、由李士理和方法。其内容包括：量子位、量子线路、量子[4]勇教授所著的《量子计算与量子优化算法》，哈尔Fourier变换、量子搜索算法和量子计算机的物理实滨工业大学出版社于2009年出版，该书着重讲解了现等。而其中量子位、量子线路以及量子算法都是以量子优化算法，为实际工程应用提供了新的思路，并量子相对论为基础的，这也是量子计算的本质原理，启发大家在量子计算机没有走出实验室的今天，如何而较之我们熟悉的数字式计算机和计算方式有着本利用现有的数字式计算机构造具有量子特性的快速质的区别。我们在教学中由浅入深，通过PPT授课，算法。当然考虑到全校研究生

8、的专业知识背景不同，采取理论与实例相结合的讲授方式。下面给出了一个我们也推荐了中南大学蔡自兴教授等编著，2004年我们在教学中的实例：将量子计算问题形象化。具体由清华大学出版社出