我國量子信息新工科教育亟待推進(jìn)

“現(xiàn)階段我國整個(gè)量子信息技術(shù)水平在國際上屬第一梯隊(duì)，尤其是量子保密通信技術(shù)達(dá)到世界一流水平。”日前在安徽蕪湖舉行的中國密碼學(xué)會(huì)2019年量子密碼學(xué)術(shù)會(huì)議上，中國科學(xué)院院士郭光燦指出，“要成為科學(xué)強(qiáng)國不是一代人的事，必須要有傳承，這離不開量子信息人才的教育和培養(yǎng)。”

量子信息是量子物理和信息技術(shù)交叉融合產(chǎn)生的新興學(xué)科。近年來，量子信息技術(shù)發(fā)展迅速，并開始衍生相關(guān)產(chǎn)業(yè)。然而，量子信息技術(shù)高端人才的短缺始終是個(gè)掣肘。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、安徽問天量子科技股份有限公司(簡稱問天量子)首席科學(xué)家韓正甫教授告訴科技日報(bào)記者：“與量子信息技術(shù)快速發(fā)展不相適應(yīng)的是，量子信息從業(yè)人員嚴(yán)重缺乏，工程技術(shù)人員對量子信息技術(shù)的理解不夠深入、實(shí)操能力不足，這些已成為限制該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的嚴(yán)重瓶頸。”

人才的匱乏源于教育的缺失。

“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)”。據(jù)了解，美國和歐洲一些國家都將量子信息教學(xué)發(fā)展列入到國家量子計(jì)劃中。無論是2016年的歐盟《量子宣言》、2018年的德國聯(lián)邦量子計(jì)劃，還是2018年9月美國白宮出臺(tái)的《國家量子信息科學(xué)戰(zhàn)略概覽》，無一不提出量子信息教育要從娃娃抓起，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。

事實(shí)上，我國量子信息技術(shù)正蓬勃發(fā)展，目前也有一些高校開設(shè)了量子信息相關(guān)課程。“但是現(xiàn)有的課程和教材從思維模式和體系結(jié)構(gòu)上，大多側(cè)重講述物理原理和基礎(chǔ)方案的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏類似工科專業(yè)教學(xué)的案例、教材和實(shí)驗(yàn)資源。而量子信息作為理工結(jié)合的新興學(xué)科，離不開量子理論研究和實(shí)驗(yàn)研究的緊密結(jié)合。”韓正甫說。

同時(shí)，我國的量子信息和新工科目前也在蓬勃發(fā)展，已具備將量子信息相關(guān)課程滲透到工科專業(yè)本科階段的基本條件。在新工科教學(xué)思想的指導(dǎo)下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)面向網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的本科生開設(shè)了量子信息相關(guān)的導(dǎo)論課程。該課程的教學(xué)思路和實(shí)踐方法為網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科的量子信息教學(xué)提供了有價(jià)值的參考。

業(yè)界也在為此努力。為了更好地促進(jìn)量子信息教育與新工科教學(xué)融合，問天量子汲取中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的有效經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)了量子教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案、量子信息教學(xué)仿真平臺(tái)、量子密碼研究平臺(tái)等系列產(chǎn)品，并在此次學(xué)術(shù)會(huì)議上宣布正式打造“量子信息教育創(chuàng)新平臺(tái)”，助力中國量子信息新工科建設(shè)。此后，他們還將開啟量子信息教育高校巡展活動(dòng)，為相關(guān)的高校和科研機(jī)構(gòu)提供專業(yè)的量子信息教育實(shí)踐方案。

“以‘量子科技，教育為先’為口號(hào)，以‘為國家培養(yǎng)優(yōu)秀工科量子人才’為使命，我們研發(fā)了多款面向于工科量子教學(xué)的產(chǎn)品，逐步完善了覆蓋軟硬件的工科量子教學(xué)生態(tài)，希望能為中國量子科技的崛起貢獻(xiàn)自己的一份力量。”韓正甫介紹道。