加快構建面向未來產業的創新人才培養體系
——來自美國量子科技領域的經驗

◆揭永琴 劉 笑/文

量子信息是新一輪科技革命和產業變革的重要領域，是未來產業中的熱門賽道，具有顛覆行業和市場的巨大潛力。國家“十四五”規劃《綱要》指出，要在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深海空天開發等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，前瞻謀劃布局一批未來產業。

近年來，主要發達國家紛紛在量子科技等前沿領域搶占發展制高點，加大未來產業創新人才的培養，這對我國培育未來產業競爭新優勢提出了更高要求。

如何面向長遠目標培養與儲備創新人才、形成國家持續創新能力，是一項重要課題。美國自2002年發布《量子信息科學與技術規劃》以來，極為重視面向未來的量子人才培養，其采取的四大舉措，對我國加快構建面向未來產業的創新人才培養體系、提升未來產業人才培養質量具有重要的借鑒意義。

一、建立跨學科研究與教學中心，促進知識融合

美國國家科學基金會（NSF）負責開展量子信息科學與技術的基礎研究和教育計劃，通過向高等教育機構或符合條件的非營利組織提供競爭性贈款，支持建立至少2個（但不超過5個）量子跨學科研究和教育中心。

一是加強教研中心人員與外部組織交流合作，鼓勵量子跨學科研究并加強教育中心與其他研究機構之間的交流與合作，讓更廣泛的科學界參與進來，促進涉及量子研究的多個學科（包括物理學、工程學、數學、計算機科學、化學和材料科學等）專業知識的交叉融合，加速知識分享與增長。

二是支持團隊開展跨學科相關研究，充分利用現有量子信息科學和工程研究及教育活動的集成知識體系，以支持重點研究小組、實施特殊資助性計劃等方式鼓勵研究中心開展跨學科與跨組織研究。

三是開發跨學科課程體系。基于量子計算和信息基礎課程開發跨學科的本科和研究生課程體系，以匹配量子人才的培養。主體課程包括編程或計算機科學基礎、線性代數或電氣工程等，輔助課程包括材料科學、化學、藥物設計、機器學習、預測、通信和傳感相關的應用課程。

二、構建Q12教育合作伙伴關系，搭建從教育到職業的學習平臺

為了培養多元化的未來量子人才，美國科技政策辦公室（OSTP）和NSF共同建立了包含科技公司、行業協會等在內的國家Q-12教育合作伙伴關系，旨在讓不同年齡段的人擁有平等的學習機會，確保未來的量子創新者能夠加速發現、發明新技術并推動社會變革。

一是通過正式與非正式手段激發學生對計算和科學思維的興趣。行業協會在量子人才培養體系中發揮著關鍵作用，除了提供正式的學員進階課程之外，還借助互聯網平臺開放基于課堂知識的啟發學生計算和科學思維的校外學習資源，并輔之以博物館、自然館參觀學習等非正式教育工具，從小激發學生對量子科技的興趣。

二是擴大教師隊伍，增強對非STEM學生的培訓。一方面，高質量教師隊伍是教育培訓計劃的基石，美國鼓勵高校通過增加與量子科技相關的跨學科領域中的終身制教師，擴大教師隊伍發展需求；另一方面，擴大高等教育階段對非STEM學生的培訓，為非STEM學生專門設置量子科技的介紹性短期課程或獨立課程，幫助他們了解量子科技相關概念，進一步豐富量子人才來源。

三是為學生提供量子實習實踐機會，加深對職業的理解。美國《國家量子計劃法案》明確提出改善本科、碩士和博士階段量子信息科學與工程的教學和學習，為美國高等教育機構的學生提供更多的實習培訓。例如，美國國家標準與技術研究（NIST）利用其學生高中實習計劃（SHIP）和Pathways計劃為學生提供在實驗室工作的實踐機會。除此之外，美國對K-12課程和大學量子課程的模塊和課程計劃進行評估，并研究這些課程對非STEM和STEM專業的教育影響，改善教學方式，加深學生對量子信息科技概念和職業機會的認識，并舉辦研討會、演講會和展覽活動，突出與量子信息科技相關的職業技能的必要性。

三、擴大對公眾的科普宣傳，拓寬未來人才培養范圍

公眾在新興產業的發展中扮演著重要角色，充分發揮公眾的智慧有利于促進未來產業的創新與發展。進一步拓展未來人才培養范圍、提高公眾在量子產業發展中的參與程度，同樣重要。

一是明晰科普過程中量子科技相關核心概念。美國國家科學基金會（NSF）與國家量子協調辦公室（NQCO）以研討會的形式，明晰向公眾科普過程中諸如量子力學、量子態、量子比特、量子測量、量子糾纏、相干與退相干、量子計算、量子通信以及量子傳感等9個核心概念的內涵，進一步增強公眾對量子信息科技領域的理解，拓展量子科技的受眾范圍，有利于深化公眾在量子科技發展過程中的參與程度。除此之外，基于這些核心概念確定和建立教育資源，將有助于K-12和大學生更好地掌握量子相關知識，激發他們成為未來量子科學和工程的潛在力量。

二是提供在線訪問學習資源包，鼓勵量子社區團隊開發經過審查和開放訪問的學習資源庫，為公眾提供獲取量子相關課程、游戲與模擬試驗的專門平臺，提升公眾興趣和擴充知識面。

四、構建政產學研聯盟，共建人才培育生態

培養人才雖然在傳統上是學術界的責任，但產業和政府也應參與進來，共同構建人才培養生態以滿足國家對未來人才的需求。

一是共同參與人才培養。政府與產業界、學術界開展合作，共同進行人才培養，具體活動主要包括共同開發新的課程、共同組織實踐活動以及共同創建新的專業發展計劃等。例如，共同開發的量子課程不僅涉及基礎科學與理論知識，而且注重量子技術和工程實踐學習；共同制定的量子職業樞紐計劃，高校與產業界共同發揮力量，面向量子信息科技領域職業人才提供專業技能認定，解決短期人才需求緊缺問題。

二是共建美國量子產業發展聯合體。由政府、產業界、學術界共同組成的量子產業聯合體，不僅為加強科技交流提供了平臺，進一步增強對量子信息產業發展機遇、關鍵瓶頸技術、關鍵基礎設施、關鍵技術路線圖等方面的跨組織交流，而且定期協同評估量子信息產業人才當下需求和未來需求，用于指導高等教育機構人才培養計劃的制定，使人才培養目標與經濟社會發展、產業需求保持一致，從而建立更加與時俱進的人才生態環境。