加快构建面向未来产业的创新人才培养体系——来自美国量子科技领域的经验

◆揭永琴 刘 笑/文

量子信息是新一轮科技革命和产业变革的重要领域，是未来产业中的热门赛道，具有颠覆行业和市场的巨大潜力。国家“十四五”规划《纲要》指出，要在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，前瞻谋划布局一批未来产业。

近年来，主要发达国家纷纷在量子科技等前沿领域抢占发展制高点，加大未来产业创新人才的培养，这对我国培育未来产业竞争新优势提出了更高要求。

如何面向长远目标培养与储备创新人才、形成国家持续创新能力，是一项重要课题。美国自2002年发布《量子信息科学与技术规划》以来，极为重视面向未来的量子人才培养，其采取的四大举措，对我国加快构建面向未来产业的创新人才培养体系、提升未来产业人才培养质量具有重要的借鉴意义。

一、建立跨学科研究与教学中心，促进知识融合

美国国家科学基金会（NSF）负责开展量子信息科学与技术的基础研究和教育计划，通过向高等教育机构或符合条件的非营利组织提供竞争性赠款，支持建立至少2个（但不超过5个）量子跨学科研究和教育中心。

一是加强教研中心人员与外部组织交流合作，鼓励量子跨学科研究并加强教育中心与其他研究机构之间的交流与合作，让更广泛的科学界参与进来，促进涉及量子研究的多个学科（包括物理学、工程学、数学、计算机科学、化学和材料科学等）专业知识的交叉融合，加速知识分享与增长。

二是支持团队开展跨学科相关研究，充分利用现有量子信息科学和工程研究及教育活动的集成知识体系，以支持重点研究小组、实施特殊资助性计划等方式鼓励研究中心开展跨学科与跨组织研究。

三是开发跨学科课程体系。基于量子计算和信息基础课程开发跨学科的本科和研究生课程体系，以匹配量子人才的培养。主体课程包括编程或计算机科学基础、线性代数或电气工程等，辅助课程包括材料科学、化学、药物设计、机器学习、预测、通信和传感相关的应用课程。

二、构建Q12教育合作伙伴关系，搭建从教育到职业的学习平台

为了培养多元化的未来量子人才，美国科技政策办公室（OSTP）和NSF共同建立了包含科技公司、行业协会等在内的国家Q-12教育合作伙伴关系，旨在让不同年龄段的人拥有平等的学习机会，确保未来的量子创新者能够加速发现、发明新技术并推动社会变革。

一是通过正式与非正式手段激发学生对计算和科学思维的兴趣。行业协会在量子人才培养体系中发挥着关键作用，除了提供正式的学员进阶课程之外，还借助互联网平台开放基于课堂知识的启发学生计算和科学思维的校外学习资源，并辅之以博物馆、自然馆参观学习等非正式教育工具，从小激发学生对量子科技的兴趣。

二是扩大教师队伍，增强对非STEM学生的培训。一方面，高质量教师队伍是教育培训计划的基石，美国鼓励高校通过增加与量子科技相关的跨学科领域中的终身制教师，扩大教师队伍发展需求；另一方面，扩大高等教育阶段对非STEM学生的培训，为非STEM学生专门设置量子科技的介绍性短期课程或独立课程，帮助他们了解量子科技相关概念，进一步丰富量子人才来源。

三是为学生提供量子实习实践机会，加深对职业的理解。美国《国家量子计划法案》明确提出改善本科、硕士和博士阶段量子信息科学与工程的教学和学习，为美国高等教育机构的学生提供更多的实习培训。例如，美国国家标准与技术研究（NIST）利用其学生高中实习计划（SHIP）和Pathways计划为学生提供在实验室工作的实践机会。除此之外，美国对K-12课程和大学量子课程的模块和课程计划进行评估，并研究这些课程对非STEM和STEM专业的教育影响，改善教学方式，加深学生对量子信息科技概念和职业机会的认识，并举办研讨会、演讲会和展览活动，突出与量子信息科技相关的职业技能的必要性。

三、扩大对公众的科普宣传，拓宽未来人才培养范围

公众在新兴产业的发展中扮演着重要角色，充分发挥公众的智慧有利于促进未来产业的创新与发展。进一步拓展未来人才培养范围、提高公众在量子产业发展中的参与程度，同样重要。

一是明晰科普过程中量子科技相关核心概念。美国国家科学基金会（NSF）与国家量子协调办公室（NQCO）以研讨会的形式，明晰向公众科普过程中诸如量子力学、量子态、量子比特、量子测量、量子纠缠、相干与退相干、量子计算、量子通信以及量子传感等9个核心概念的内涵，进一步增强公众对量子信息科技领域的理解，拓展量子科技的受众范围，有利于深化公众在量子科技发展过程中的参与程度。除此之外，基于这些核心概念确定和建立教育资源，将有助于K-12和大学生更好地掌握量子相关知识，激发他们成为未来量子科学和工程的潜在力量。

二是提供在线访问学习资源包，鼓励量子社区团队开发经过审查和开放访问的学习资源库，为公众提供获取量子相关课程、游戏与模拟试验的专门平台，提升公众兴趣和扩充知识面。

四、构建政产学研联盟，共建人才培育生态

培养人才虽然在传统上是学术界的责任，但产业和政府也应参与进来，共同构建人才培养生态以满足国家对未来人才的需求。

一是共同参与人才培养。政府与产业界、学术界开展合作，共同进行人才培养，具体活动主要包括共同开发新的课程、共同组织实践活动以及共同创建新的专业发展计划等。例如，共同开发的量子课程不仅涉及基础科学与理论知识，而且注重量子技术和工程实践学习；共同制定的量子职业枢纽计划，高校与产业界共同发挥力量，面向量子信息科技领域职业人才提供专业技能认定，解决短期人才需求紧缺问题。

二是共建美国量子产业发展联合体。由政府、产业界、学术界共同组成的量子产业联合体，不仅为加强科技交流提供了平台，进一步增强对量子信息产业发展机遇、关键瓶颈技术、关键基础设施、关键技术路线图等方面的跨组织交流，而且定期协同评估量子信息产业人才当下需求和未来需求，用于指导高等教育机构人才培养计划的制定，使人才培养目标与经济社会发展、产业需求保持一致，从而建立更加与时俱进的人才生态环境。