量子信息学是量子力学和信息学的交叉学科。不同于经典比特，量子比特具有相干叠加特性，并满足量子力学的测量塌缩原理、不可克隆定理等，这使得量子信息具有很多奇特的性质，并带来重要的应用潜力。该课程主要包括量子信息基础知识、量子纠缠和空间非定域性、量子通信和量子计算。通过量子纠缠和非定域性可以进一步认识量子世界中的奇妙性质，加深对量子力学的理解。量子通信主要介绍量子密码和量子隐形传态，包括基本原理和实验，以及量子密码的实用化进展。量子计算更加能突显出量子信息处理的能力和应用潜力，量子计算的并行性使得对一些经典复杂问题的处理时间大大缩短。这里将介绍量子计算的一些典型算法和量子纠错等内容。
量子信息的广泛研究和进展正在开启第二次量子技术革命。通过该课程的学习，学生可以掌握量子信息的基本知识，了解量子信息当前的实验和应用进展，具备量子信息理论分析能力，加深对量子理论的理解，为量子信息前沿问题的深入研究奠定基础，这对物理学专业学生的培养起着至关重要的作用。
本大纲适合光电信息科学与工程、物理学、数理基础科学等专业以及其他需要了解和掌握量子信息基础与应用的专业。

知识目标
通过课堂讲授、讨论及课后习题训练等教学环节，使学生掌握量子信息的基本原理、基本概念和数学工具；能够分别运用香农熵和Von Neumann熵度量经典信息和量子信息；掌握量子比特的相干叠加特征，能够用密度矩阵描述量子态及其演化；理解量子纠缠和非定域性，掌握Bell不等式及其检验；熟悉量子通信的重要协议和安全性，以及实验和应用进展，了解量子隐形传态过程；掌握量子计算并行特征和典型算法，量子纠错，量子计算机的研究进展。
能力目标
通过学习，学生能正确理解量子信息的基本原理，掌握量子信息处理的理论分析、重要实验方法和技术、数据处理方法。通过学习量子纠缠和非定域性，深入理解量子力学的特征和本质，通过了解Bell不等式的检验，加深对量子力学完备性的认识，能够分析计算特定量子态的纠缠性质与非定域性质。通过量子密码和量子计算机的学习，能够分析BB84协议的安全性和特定量子计算算法的并行特征，将量子信息从理论联系实际，理解量子信息带来的技术革新和重大应用价值。
思政目标
通过该门课的学习，1. 使学生了解我国在量子信息科学研究领域在世界上所处的位置，特别是我国在量子计算和量子通信方向在世界上处于领先水平，从而建立科技自信心和荣誉感，并能够继续在该领域奋发前进；2. 使学生了解当前世界范围内在量子信息科学领域的广泛研究和进展正在开启第二次量子技术革命，以及科技是生产力和经济发展的源头，在美国等西方发达国家对我国实施前沿技术封锁的背景下，引领学生增强投身前沿科技研发的使命感和责任感；3.  2020年10月16日，中共中央政治局量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，当今世界正经历百年未有之大变局，科技创新是其中一个关键变量。我们要于危机中育先机、于变局中开新局，必须向科技创新要答案。通过学习学生们要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。

思政融合点
选取章节：第3章--量子通信
思政结合点：社会责任,家国情怀,理想信念
思政融合点
选取章节：第1章--量子信息的基础
思政结合点：社会责任,家国情怀,理想信念,社会主义核心价值观