美國聚焦量子信息人才戰(zhàn):量子科學(xué)應(yīng)從小學(xué)教起
摘要: (原標(biāo)題:美國欲贏下未來的量子信息人才戰(zhàn):建議量子科學(xué)從小學(xué)教起)“不自量力”這個(gè)成語在物理學(xué)領(lǐng)域還有個(gè)有趣的引申義,就是“不要試圖自學(xué)量子力學(xué)”。美國白宮近日出臺的一份戰(zhàn)略性文件建議,為了在未來擁有
(原標(biāo)題:美國欲贏下未來的量子信息人才戰(zhàn):建議量子科學(xué)從小學(xué)教起)
“不自量力”這個(gè)成語在物理學(xué)領(lǐng)域還有個(gè)有趣的引申義,就是“不要試圖自學(xué)量子力學(xué)”。美國白宮近日出臺的一份戰(zhàn)略性文件建議,為了在未來擁有一支量子科學(xué)的人才大軍,應(yīng)從早期開始部署量子科學(xué)教育,包括小學(xué)、初中和高中階段。
這份《國家量子信息科學(xué)戰(zhàn)略概覽》在當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月24日舉行的白宮量子信息與計(jì)算科學(xué)峰會上發(fā)布,起草機(jī)構(gòu)為白宮國家科技理事會(NSTC)下屬的量子信息科學(xué)委員會。
該委員會于今年6月成立,職責(zé)是協(xié)調(diào)美國聯(lián)邦政府關(guān)于量子信息科學(xué)(QIS)的研發(fā)活動,持續(xù)拓展量子信息科學(xué)的應(yīng)用,保證美國在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
文件將量子信息科學(xué)定性為新一代技術(shù)革命,其發(fā)展將提高美國的工業(yè)基礎(chǔ),創(chuàng)造就業(yè),并帶來經(jīng)濟(jì)和國家安全利益。特朗普政府承諾將維持并拓展美國在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
為此,文件給出了6點(diǎn)政策建議,并強(qiáng)調(diào)遵循落實(shí)這些建議關(guān)乎美國未來的成功。
這六點(diǎn)政策建議包括:
1、采取科學(xué)優(yōu)先戰(zhàn)略
2、打造量子科學(xué)的未來勞動力
3、深化與量子產(chǎn)業(yè)的合作
4、提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施
5、維護(hù)國家安全和經(jīng)濟(jì)增長
6、提高國際合作
在打造量子科學(xué)的未來勞動力部分,文件提到,應(yīng)鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界建立殊途同歸的跨部門通道,發(fā)展多樣化的人力資源,以滿足國家的量子信息科學(xué)需求;
鼓勵(lì)學(xué)界把量子科學(xué)和工程當(dāng)做一個(gè)專門的學(xué)科,從各個(gè)層級提出對新教員、新項(xiàng)目、新措施的需求;
利用并升級現(xiàn)有的項(xiàng)目,提高量子信息科學(xué)可用人力資源的規(guī)模;
從早期開始部署量子科學(xué)教育,包括小學(xué)、中學(xué)和高中階段;
與相關(guān)機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)合作,拓寬受眾范圍,同時(shí)利用藝術(shù)、媒體或文化機(jī)構(gòu)等新興、非傳統(tǒng)渠道;
鼓勵(lì)量子科學(xué)界跟蹤并評估量子產(chǎn)業(yè)的未來人力需求。
具體來說,基礎(chǔ)研究是培養(yǎng)量子信息科學(xué)人才的主要機(jī)制,此外,也需要跨學(xué)科、跨部門、跨技術(shù)的內(nèi)容。然后,美國現(xiàn)有的教育體系著眼在離散的學(xué)科上,極少強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科研究,難以幫助畢業(yè)生應(yīng)對當(dāng)下如量子信息科學(xué)這樣的復(fù)雜問題。
因此,培養(yǎng)學(xué)生雖然在傳統(tǒng)上是學(xué)術(shù)界的責(zé)任,但政府部門和產(chǎn)業(yè)界也應(yīng)參與進(jìn)來,以滿足國家的未來需求。
文件認(rèn)為,必須讓量子力學(xué)走出高校,擁有更廣泛的受眾。在基礎(chǔ)教育階段,需要建立計(jì)算思維和科學(xué)思維導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)和物理課程項(xiàng)目,從小培養(yǎng)興趣。
在量子信息科學(xué)的合理外延中存在既得利益的產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和機(jī)構(gòu)可以發(fā)揮重要作用,一方面借助新興技術(shù)(比如云端技術(shù)),一方面發(fā)展多媒體課堂普及學(xué)習(xí)機(jī)會。
此外,類似博物館中的非正式教育工具,也可作為課余的有效補(bǔ)充。?白宮出臺美國《國家量子信息科學(xué)戰(zhàn)略概覽》 除了白宮量子信息科學(xué)委員會之外,美國農(nóng)業(yè)部、能源部、國立衛(wèi)生院、內(nèi)政部、國土安全部、國務(wù)院、國家航空航天局、國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、國家科學(xué)基金會、國家安全局、國家情報(bào)總監(jiān)辦公室、行政管理和預(yù)算局、科學(xué)和技術(shù)政策局也參與起草了《國家量子信息科學(xué)戰(zhàn)略概覽》。
在同一峰會上,美國能源部宣布為量子信息科學(xué)領(lǐng)域的85個(gè)研究獎項(xiàng)提供2.18億美元的資助,研究課題包括:開發(fā)新一代量子計(jì)算機(jī)的硬件和軟件、合成特殊量子新材料、探討量子計(jì)算和信息處理對暗物質(zhì)和黑洞等宇宙現(xiàn)象研究的幫助等。
美國國家科學(xué)基金會則宣布撥款3100萬美元用以資助33項(xiàng)推動量子技術(shù)發(fā)展的研究項(xiàng)目。這些研究項(xiàng)目旨在推進(jìn)量子通信技術(shù),建立有史以來第一個(gè)完全連接的實(shí)用量子計(jì)算機(jī),并幫助培養(yǎng)下一代量子科學(xué)家、工程師和企業(yè)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(bǔ)貼科技公司研發(fā)量子計(jì)算機(jī)。這一系列動作表明,美國越來越擔(dān)心會在量子信息科學(xué)領(lǐng)域失去優(yōu)勢。
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