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

“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。

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