2021年中考已圓滿結(jié)束。 申請(qǐng)哪些專業(yè)的選擇擺在考生和家長面前。 明年初，教育部公布了2020年普通高中專業(yè)備案審批結(jié)果。 中國科學(xué)技術(shù)研究院（以下簡稱中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）獲批新增5個(gè)專業(yè)，“量子信息科學(xué)”入列。
“高大上”的量子信息科學(xué)專業(yè)是什么樣的專業(yè)？ 在專科生階段開設(shè)這樣的專業(yè)是不是太專業(yè)、太前沿了？
量子化學(xué)與信息學(xué)跨學(xué)科
5月24日，北大學(xué)院量子信息班即將成立，由圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智教授兼任總院長。 第一批計(jì)劃招收20名學(xué)生。
姚期智教授在啟動(dòng)儀式上表示，一方面，量子信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新階段。 無論是國家戰(zhàn)略需求還是科研產(chǎn)業(yè)發(fā)展，都要未雨綢繆； 另一方面，從長遠(yuǎn)來看，要想在量子技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)顛覆性、原創(chuàng)性突破，多學(xué)科人才培養(yǎng)是核心。
“量子信息學(xué)科比單一學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)要求更廣泛，依賴于多學(xué)科的融合，培養(yǎng)模式和課程設(shè)置與其他學(xué)科有明顯不同，所以必須是系統(tǒng)化、專業(yè)化的培養(yǎng)。” 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)院長、量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)半導(dǎo)體量子點(diǎn)與量子芯片研究方向帶頭人郭國平告訴科技商報(bào)記者，早在20世紀(jì)90年代，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為研究生開設(shè)了量子光學(xué)和量子信息簡報(bào)課程。 歷史等必修課，后來也向大學(xué)生開設(shè)了相關(guān)必修課。
“其實(shí)，在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士、博士生的學(xué)習(xí)和科研中，這些專業(yè)早就存在了。現(xiàn)在，進(jìn)一步統(tǒng)一專業(yè)名稱量子物理學(xué)屬于什么專業(yè)，納入專科教育，時(shí)機(jī)成熟，意義重大。” 郭國平說道。
“量子信息科學(xué)是量子化學(xué)和信息學(xué)的交叉學(xué)科，這個(gè)新專業(yè)屬于數(shù)學(xué)范疇。” 郭國平表示，量子信息科學(xué)與技術(shù)目前有量子通信、量子估計(jì)、量子探測三大方向。 信息的傳輸是量子通信，信息的處理是量子估計(jì)，信息的收集是量子探測。
郭國平表示，量子熱科學(xué)與經(jīng)典信息學(xué)的交叉是一個(gè)逐步演化、相互促進(jìn)的過程，是一個(gè)常年不斷的過程。 “比如量子通信，仍然需要經(jīng)典通信的輔助。比如量子計(jì)算，改進(jìn)了傳統(tǒng)的信息處理，包括算法，但本質(zhì)上仍然屬于經(jīng)典通信的范疇。”
他表示，實(shí)現(xiàn)國家“十四五”規(guī)劃啟動(dòng)的量子信息領(lǐng)域相關(guān)任務(wù)，需要有一支足夠規(guī)模的優(yōu)秀青年人才隊(duì)伍的支撐。 通過專科層次人才培養(yǎng)，促進(jìn)量子信息學(xué)科交叉，可以為我國量子科技領(lǐng)域的系統(tǒng)布局準(zhǔn)備一批拔尖創(chuàng)新人才儲(chǔ)備。
量子教育是各國的未來
“寬基礎(chǔ)、重交叉、重科研實(shí)踐、理論實(shí)驗(yàn)相結(jié)合應(yīng)成為量子信息科學(xué)專業(yè)的主要培養(yǎng)特點(diǎn)。” 郭國平告訴記者，我國在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的研究工作與世界同步，但在很多方面是穩(wěn)定的。 占據(jù)國際領(lǐng)先地位，為我國量子信息科學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 除中國農(nóng)業(yè)大學(xué)外，我國新疆大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)學(xué)研究所等單位也開設(shè)了量子信息科學(xué)研究生課程，國外不少院校也在開設(shè)類似的必修課程。
“新設(shè)立的量子信息科學(xué)專業(yè)可以說是對(duì)信息大學(xué)、計(jì)算機(jī)大學(xué)、物理大學(xué)、軟件大學(xué)等不同大學(xué)此前分散在中學(xué)的課程進(jìn)行了集中和打磨。” 郭國平表示，從教學(xué)的角度來說，這應(yīng)該是一門應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科，以應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)和驅(qū)動(dòng)，而不是純粹的基礎(chǔ)學(xué)科。
“國外很多大型量子科技公司都在開設(shè)量子信息課程。各大量子估計(jì)公司從占領(lǐng)初期市場、培養(yǎng)用戶習(xí)慣出發(fā)，很早就推出了一系列量子估計(jì)教育課程。比如IBM今年就發(fā)布了招募量子估計(jì)的課程。”暑期實(shí)習(xí)。” 郭國平說道。
2018年，日本頒布《國家量子計(jì)劃法》，支持量子信息科學(xué)專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)； 2019年，發(fā)布K-12教育訴求計(jì)劃，涵蓋從幼兒園到小學(xué)的量子信息科學(xué)。 歐盟在《量子宣言》中規(guī)劃了量子信息技術(shù)人才的培養(yǎng)。 包括微軟、IBM、英特爾、微軟、霍尼韋爾、亞馬遜在內(nèi)的各大科技巨頭，以及我國的阿里巴巴、騰訊、百度、華為等也都建立了量子實(shí)驗(yàn)室。
“專科層次設(shè)立量子信息科學(xué)專業(yè)，會(huì)起到推動(dòng)作用，然后一個(gè)專業(yè)發(fā)展成一個(gè)系甚至一個(gè)學(xué)院，這是未來的發(fā)展方向。” 郭國平表示，專科階段只是打基礎(chǔ)、選擇方向。 如果真想從事這項(xiàng)工作，還得在碩士、博士期間繼續(xù)深造。
“比如量子計(jì)算的研發(fā)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及眾多基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和工程實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，需要大量復(fù)合型人才。其高度復(fù)雜性和前沿性使得精通量子計(jì)算的專業(yè)人士成為全球范圍內(nèi)的稀缺資源，目前無論是高校、企業(yè)還是政府，都意識(shí)到量子計(jì)算發(fā)展遇到的人才困境。 郭國平表示，此時(shí)增設(shè)量子信息科學(xué)專業(yè)是及時(shí)、必要的，也體現(xiàn)了國家對(duì)量子技術(shù)的重視。 行業(yè)焦點(diǎn)。 真可謂：國家需要什么，青年就能做什么！
應(yīng)更加注重產(chǎn)業(yè)牽引和融合
“這個(gè)專業(yè)的核心課程其實(shí)會(huì)包括量子信息方面的一些前沿課程，比如量子信息實(shí)驗(yàn)、量子通信與密碼學(xué)、量子計(jì)算機(jī)科學(xué)等。” 郭國平認(rèn)為，基礎(chǔ)要打在專科層次，首先要學(xué)好基礎(chǔ)課程，比如信息學(xué)、量子熱學(xué)、量子信息簡史等，還應(yīng)該掌握物理的基本工具，比如線性代數(shù)。
“國家注重科技發(fā)展，在專科層次開設(shè)量子信息科學(xué)專業(yè)，從人才培養(yǎng)的角度開始推廣該專業(yè)，研究生招生基數(shù)會(huì)大很多“，各個(gè)層次的人才都會(huì)得到極大的補(bǔ)充和培養(yǎng)。”郭國平說，這就像招收飛行員一樣，從小學(xué)到高中開始，以后就有更多機(jī)會(huì)培養(yǎng)王牌飛行員。
他認(rèn)為，培養(yǎng)量子信息科學(xué)專業(yè)人才，更要注重產(chǎn)業(yè)的牽引和融合。 “比如我們讓財(cái)經(jīng)大學(xué)的中學(xué)生選修量子信息的必修課，然后他就會(huì)把量子計(jì)算應(yīng)用到金融領(lǐng)域。” 郭國平表示，IBM、微軟已經(jīng)與全球各個(gè)機(jī)構(gòu)合作訓(xùn)練量子信息，包括量子信息。 內(nèi)有才華。
與IBM和谷歌的做法一致，我國的一些量子公司，如元元量子，已經(jīng)制作了超過2000分鐘的在線視頻課程，但出版了專門的量子估計(jì)和量子編程教科書。 “與國際相比，最大的不同是我們不注重融入行業(yè)的激勵(lì)措施。” 郭國平認(rèn)為量子物理學(xué)屬于什么專業(yè)，新開設(shè)的量子信息科學(xué)專業(yè)應(yīng)走融合發(fā)展、聯(lián)合專業(yè)建設(shè)的道路，讓從事量子技術(shù)的企業(yè)介入。 量子信息是一個(gè)全新的事物。 只有站在行業(yè)最前沿，才能明白什么是最有用的，方向在哪里，需要培養(yǎng)什么技能。
“既然是新設(shè)立的專業(yè)，我們不妨在辦學(xué)理念、課程設(shè)置、培養(yǎng)方向等方面進(jìn)行新的探索。” 郭國平認(rèn)為，新專業(yè)應(yīng)探索與國外領(lǐng)先的量子企業(yè)融合共建，甚至實(shí)行雙導(dǎo)師制。 加強(qiáng)與行業(yè)的互動(dòng)。 （記者吳養(yǎng)浩）
