-3-教學單元教案授課題目第15次課第6章_量子通信內涵6.3教學時數(shù)2授課時間第15周教學目的與要求：1、了解量子隱形傳態(tài)通信的基本概念2、了解量子加密通信的基本概念3、了解量子計算的基本概念教學基本內容：1、量子隱形傳態(tài)通信的基本概念2、量子加密通信的基本概念3、量子計算的基本概念教學重點、難點：1、重點2、難點量子隱形傳態(tài)通信、量子加密通信、量子計算的概念教學方法：1、講授法：通過生動語言直接向學生系統(tǒng)連貫地傳授知識的方法；2、啟發(fā)式教學法：充分利用多媒體效果，牢牢抓住學生的好奇心，啟發(fā)學生觀察分析，歸納總結；3、情景教學法：導入、講授新課時，注重創(chuàng)設一定情景，以便于激發(fā)學生學習興趣，啟發(fā)學生思考；4、案例教學法：通過案例和故事引入，講解知識點，讓學生更好地理解。教學方式：采用超星學習通互動、課件展示、設備演示、黑板板書等教學手段。教學手段：故事化+案例化+理論一體的方法。老師課堂講解、討論、學生課后看書和網(wǎng)上資源自學，課堂提問了解學生掌握情況，課后交流進一步了解學生實際接收知識的效果。1.知識設計本節(jié)課在整個課程中的地位：量子通信內涵在本《認識通信》課程中的地位為第15次授課。授課對象為202x級通信（本）n班。2.方法設計提出問題組織學生進行討論；針對問題進行詳細講解；添加課程思政元素；安全教育；課堂總結；布置作業(yè)。3.活動設計添加師生互動內容、課程思政內容、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內容、安全教育內容。4.時間設計本課程教學過程中的各時間節(jié)點的內容處理：（1）提前到課堂準備上課用到的PPT、現(xiàn)場或超星點名；（2）板書本節(jié)課內容提要提醒學生在學習過程中注意要點；（3）開課后進入提問環(huán)節(jié)吸引學生注意，激發(fā)好奇心，通過學習通選取學生回答問題；（4）本節(jié)課知識介紹詳細介紹知識要點。（5）引入課程思政將專業(yè)知識介紹與學生政治思想素質相結合；（6）引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)題目將本節(jié)知識內容與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想相結合；（7）課堂總結回顧重溫所講主要內容；（8）布置作業(yè)供學生課后復習和提高；教學過程：【引入：5分鐘】【核心內容講解：80分鐘】【教學小結】：5分鐘理論講解75分鐘，課程討論，互動和測試5分鐘。第14次課回顧1.區(qū)塊鏈的去中心化記賬方式2.區(qū)塊鏈的類型3.區(qū)塊鏈的架構模型4.區(qū)塊鏈的非對稱加密技術5.區(qū)塊鏈共識機制下面問題還有待解決：如何防止傳輸中的數(shù)據(jù)被人竊?。窟@些問題將在本次課中進行探索。第6章憧憬奧妙無垠的未來通信6.16G時代的來臨6.2區(qū)塊鏈的來龍去脈6.3量子通信時代的來臨6.4人工智能時代的到來6.5掌控世間萬物的網(wǎng)絡6.3科幻般的量子通信通信的任務之一是對信息的安全傳輸。信息的安全傳輸體現(xiàn)在通信系統(tǒng)的終端、信道、節(jié)點各環(huán)節(jié)。區(qū)塊鏈利用去中心化解決交換節(jié)點的泄密問題。量子通信利用量子疊加態(tài)和糾纏效應解決終端到終端間信息傳輸時出現(xiàn)的泄密問題。量子通信涉及的一是量子隱形傳態(tài)這是真正的量子通信，另一是量子密鑰分發(fā)解決的是通信加密技術。提出問題：討論11.什么是量子？2.什么是量子化？3.什么是量子比特？4.什么是量子糾纏?5.什么是量子隱形傳態(tài)?6.3.1量子隱形傳態(tài)通信具體講解：13頁見PPT8頁～PPT20頁。課程思政1一個電子有上旋和下旋兩種狀態(tài)，當進入糾纏狀態(tài)時，兩個電子的組合狀態(tài)變成只有一個處于上旋而另一個必然處于下旋或一個處于下旋而另一個必然處于上旋這兩種可能了。這反映的是事物在一定條件下的相互依存。就如同當前的國際形勢：美國想要控制世界搞霸權，沒有底線地傷害各國人民的利益，迫使那些過去不相往來的國家，甚至有一些矛盾的國家為了共同的利益聯(lián)合起來，抵抗美國的剝削壓迫。提出問題：討論21.量子加密過程是實現(xiàn)的？2.什么是幺正演化？6.3.2量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)的加密通信具體講解：15頁見PPT23頁～PPT37頁。6.3.3量子計算的夢幻速度具體講解：6頁見PPT38頁～PPT43頁。安全教育在量子應用中，對于怎么制造糾纏量子、怎么去實現(xiàn)分發(fā)、怎么完成信息翻譯等應用過程，許多人的理解都是錯誤的。誤區(qū)1：制備糾纏量子，就是一對一對地來造，造得越多，比特率越高。誤區(qū)2：制造糾纏量子只有尖端技術才能辦到，普通技術辦不到。誤區(qū)3：量子分發(fā)就是把一對一對具有糾纏的量子分放到兩地。誤區(qū)4：通過量子傳輸，所有信息的傳達不再受時間限制。誤區(qū)5：量子傳輸是利用二進制原理，把“1”賦予一個量子，把“0”賦予與它糾纏的量子。誤區(qū)6：因為糾纏量子只有正反兩個狀態(tài)，所以傳輸信息絕對精確。因此我們應當對量子技術有更深刻的認識，不斷努力專研科技前沿技術，不能一知半解，誤人誤已。課程思政2在數(shù)學研究中，我國古代曾長期處于世界領先水平，只是近代才落后西方國家。但近引些年我國的在計算機算力方面快速進步，成功研制出76個光子的量子計算機“九章”，比世界上最快的超級計算機運行速度快100萬億倍，比美國53個光子的“懸鈴木”量子計算機快100億倍。這說明我國的科技能力正從學習跟進變?yōu)轭I跑前沿。這進一步要求同學們更加努力學習，以便在你們這一輩能繼續(xù)保持這一勢頭?！窘虒W小結】：5分鐘第6章憧憬奧妙無垠的未來通信6.3量子通信時代的來臨6.3.1量子隱形傳態(tài)通信6.3.2量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)的加密通信6.3.3量子計算的夢幻速度量子通信是從加密信息的密鑰著手，利用量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分發(fā)，提供無法被竊聽和計算破解的絕對安全的通信保障。對量子相干疊加態(tài)和并行處理能力的應用，導致高速量子計算機的誕生。補充內容1、思政內容2、安全教育思考題、討論、作業(yè)：13、什么是量子？14、什么是量子比特？15、什么是量子隱形傳態(tài)？16、什么是量子密鑰分發(fā)？17、3位量子存儲器可以同時存儲多位個數(shù)？參考資料（含參考書籍、文獻、網(wǎng)絡資料）：1、選用教材：陳金鷹編《認識通信》，北京：機械工業(yè)出版社，2022.72、參考教材：陳金鷹編《通信導論》（第2版），北京：機械工業(yè)出版社，2019.93、百度、知網(wǎng)相關網(wǎng)絡資源教學后記：本次課是《認識通信》的第十五次