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美国欲赢下未来的量子信息人才战:建议量子科学从小学教起

作者:虞涵棋 文章来源:澎湃新闻 发布时间: 2018-09-30 字体:【】【】【

  “不自量力”这个成语在物理学领域还有个有趣的引申义,就是“不要试图自学量子力学”。美国白宫近日出台的一份战略性文件建议,为了在未来拥有一支量子科学的人才大军,应从早期开始部署量子科学教育,包括小学、初中和高中阶段。 

  这份《国家量子信息科学战略概览》在当地时间9月24日举行的白宫量子信息与计算科学峰会上发布,起草机构为白宫国家科技理事会(NSTC)下属的量子信息科学委员会。 

  该委员会于今年6月成立,职责是协调美国联邦政府关于量子信息科学(QIS)的研发活动,持续拓展量子信息科学的应用,保证美国在这一领域的领先地位。 

  文件将量子信息科学定性为新一代技术革命,其发展将提高美国的工业基础,创造就业,并带来经济和国家安全利益。特朗普政府承诺将维持并拓展美国在量子信息科学领域的领先地位。 

  为此,文件给出了6点政策建议,并强调遵循落实这些建议关乎美国未来的成功。 

  这六点政策建议包括: 

  1、采取科学优先战略 

  2、打造量子科学的未来劳动力 

  3、深化与量子产业的合作 

  4、提供关键基础设施 

  5、维护国家安全和经济增长 

  6、提高国际合作 

  在打造量子科学的未来劳动力部分,文件提到,应鼓励产业界和学界建立殊途同归的跨部门通道,发展多样化的人力资源,以满足国家的量子信息科学需求; 

  鼓励学界把量子科学和工程当做一个专门的学科,从各个层级提出对新教员、新项目、新措施的需求; 

  利用并升级现有的项目,提高量子信息科学可用人力资源的规模; 

  从早期开始部署量子科学教育,包括小学、中学和高中阶段; 

  与相关机构和产业合作,拓宽受众范围,同时利用艺术、媒体或文化机构等新兴、非传统渠道; 

  鼓励量子科学界跟踪并评估量子产业的未来人力需求。 

  具体来说,基础研究是培养量子信息科学人才的主要机制,此外,也需要跨学科、跨部门、跨技术的内容。然后,美国现有的教育体系着眼在离散的学科上,极少强调跨学科研究,难以帮助毕业生应对当下如量子信息科学这样的复杂问题。 

  因此,培养学生虽然在传统上是学术界的责任,但政府部门和产业界也应参与进来,以满足国家的未来需求。 

  文件认为,必须让量子力学走出高校,拥有更广泛的受众。在基础教育阶段,需要建立计算思维和科学思维导向的计算机和物理课程项目,从小培养兴趣。 

  在量子信息科学的合理外延中存在既得利益的产业界、学术界和机构可以发挥重要作用,一方面借助新兴技术(比如云端技术),一方面发展多媒体课堂普及学习机会。 

  此外,类似博物馆中的非正式教育工具,也可作为课余的有效补充。  

  

  

白宫出台美国《国家量子信息科学战略概览》

  除了白宫量子信息科学委员会之外,美国农业部、能源部、国立卫生院、内政部、国土安全部、国务院、国家航空航天局、国家标准与技术研究院、国家科学基金会、国家安全局、国家情报总监办公室、行政管理和预算局、科学和技术政策局也参与起草了《国家量子信息科学战略概览》。 

  在同一峰会上,美国能源部宣布为量子信息科学领域的85个研究奖项提供2.18亿美元的资助,研究课题包括:开发新一代量子计算机的硬件和软件、合成特殊量子新材料、探讨量子计算和信息处理对暗物质和黑洞等宇宙现象研究的帮助等。 

  美国国家科学基金会则宣布拨款3100万美元用以资助33项推动量子技术发展的研究项目。这些研究项目旨在推进量子通信技术,建立有史以来第一个完全连接的实用量子计算机,并帮助培养下一代量子科学家、工程师和企业家。 

  值得一提的是,美国国会在9月中旬同意拨款13亿美元补贴科技公司研发量子计算机。这一系列动作表明,美国越来越担心会在量子信息科学领域失去优势。