原標題:美國欲贏下未來的量子信息人才戰:建議量子科學從小學教起

“不自量力”這個成語在物理學領域還有個有趣的引申義,就是“不要試圖自學量子力學”。美國白宮近日出臺的一份戰略性文件建議,爲了在未來擁有一支量子科學的人才大軍,應從早期開始部署量子科學教育,包括小學、初中和高中階段。
這份《國家量子信息科學戰略概覽》在當地時間9月24日舉行的白宮量子信息與計算科學峯會上發佈,起草機構爲白宮國家科技理事會(NSTC)下屬的量子信息科學委員會。
該委員會於今年6月成立,職責是協調美國聯邦政府關於量子信息科學(QIS)的研發活動,持續拓展量子信息科學的應用,保證美國在這一領域的領先地位。
文件將量子信息科學定性爲新一代技術革命,其發展將提高美國的工業基礎,創造就業,並帶來經濟和國家安全利益。特朗普政府承諾將維持並拓展美國在量子信息科學領域的領先地位。
爲此,文件給出了6點政策建議,並強調遵循落實這些建議關乎美國未來的成功。
這六點政策建議包括:
1、採取科學優先戰略
2、打造量子科學的未來勞動力
3、深化與量子產業的合作
4、提供關鍵基礎設施
5、維護國家安全和經濟增長
6、提高國際合作
在打造量子科學的未來勞動力部分,文件提到,應鼓勵產業界和學界建立殊途同歸的跨部門通道,發展多樣化的人力資源,以滿足國家的量子信息科學需求;
鼓勵學界把量子科學和工程當做一個專門的學科,從各個層級提出對新教員、新項目、新措施的需求;
利用並升級現有的項目,提高量子信息科學可用人力資源的規模;
從早期開始部署量子科學教育,包括小學、中學和高中階段;
與相關機構和產業合作,拓寬受衆範圍,同時利用藝術、媒體或文化機構等新興、非傳統渠道;
鼓勵量子科學界跟蹤並評估量子產業的未來人力需求。
具體來說,基礎研究是培養量子信息科學人才的主要機制,此外,也需要跨學科、跨部門、跨技術的內容。然後,美國現有的教育體系着眼在離散的學科上,極少強調跨學科研究,難以幫助畢業生應對當下如量子信息科學這樣的複雜問題。
因此,培養學生雖然在傳統上是學術界的責任,但政府部門和產業界也應參與進來,以滿足國家的未來需求。
文件認爲,必須讓量子力學走出高校,擁有更廣泛的受衆。在基礎教育階段,需要建立計算思維和科學思維導向的計算機和物理課程項目,從小培養興趣。
在量子信息科學的合理外延中存在既得利益的產業界、學術界和機構可以發揮重要作用,一方面藉助新興技術(比如雲端技術),一方面發展多媒體課堂普及學習機會。
此外,類似博物館中的非正式教育工具,也可作爲課餘的有效補充。
白宮出臺美國《國家量子信息科學戰略概覽》
除了白宮量子信息科學委員會之外,美國農業部、能源部、國立衛生院、內政部、國土安全部、國務院、國家航空航天局、國家標準與技術研究院、國家科學基金會、國家安全局、國家情報總監辦公室、行政管理和預算局、科學和技術政策局也參與起草了《國家量子信息科學戰略概覽》。
在同一峯會上,美國能源部宣佈爲量子信息科學領域的85個研究獎項提供2.18億美元的資助,研究課題包括:開發新一代量子計算機的硬件和軟件、合成特殊量子新材料、探討量子計算和信息處理對暗物質和黑洞等宇宙現象研究的幫助等。
美國國家科學基金會則宣佈撥款3100萬美元用以資助33項推動量子技術發展的研究項目。這些研究項目旨在推進量子通信技術,建立有史以來第一個完全連接的實用量子計算機,並幫助培養下一代量子科學家、工程師和企業家。
值得一提的是,美國國會在9月中旬同意撥款13億美元補貼科技公司研發量子計算機。這一系列動作表明,美國越來越擔心會在量子信息科學領域失去優勢。
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