量子創(chuàng)新：聚焦如何大力推動技術(shù)路線圖的實施

聯(lián)盟領(lǐng)袖QED-C是國際斯坦福研究所管理的一個產(chǎn)業(yè)驅(qū)動型聯(lián)盟，塞莉婭·梅爾茲巴赫是這個聯(lián)盟的執(zhí)行董事。QED-C成員多樣，背景包括產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界、政界以及其他利益相關(guān)方。QED-C目前的主要目標是加速推進量子研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新，提供更多商業(yè)機會

美國量子經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)盟（QED-C）的使命是建立并發(fā)展強有力的量子產(chǎn)業(yè)及相關(guān)供應(yīng)鏈。在這次訪談中，QED-C執(zhí)行董事塞莉婭 · 梅爾茲巴赫（Celia Merzbacher）向本文作者哈米什 · 約翰遜（Hamish Johnson）講述了QED-C如何通過鼓勵政府、科研界和產(chǎn)業(yè)界三方的合作解決量子相關(guān)技術(shù)與從業(yè)人員能力之間的不匹配問題。

美國和其他許多國家都制定了量子科技領(lǐng)域的國家戰(zhàn)略。為什么這很重要？

量子傳感、量子網(wǎng)絡(luò)和量子計算技術(shù)不僅在提升國家安全領(lǐng)域大有可為，而且從長遠看，也有重要的經(jīng)濟和社會影響。不過，就技術(shù)發(fā)展層面來說，這個領(lǐng)域仍然處于相對初期的階段。量子技術(shù)對基礎(chǔ)科學的進展提出了明確要求，而基礎(chǔ)科學研究主要是由政府資助的。同樣值得一提的是，量子領(lǐng)域就是我常說的“多類型”嘗試。這個領(lǐng)域涉及多個學科、多種機構(gòu)、多個部門和多個國家。因此，只有通過戰(zhàn)略性、跨領(lǐng)域、多方面協(xié)同地投資廣泛的研究領(lǐng)域，量子技術(shù)的發(fā)展才能實現(xiàn)加速。

各國應(yīng)如何平衡國家安全需求與量子技術(shù)對國際合作和全球供應(yīng)鏈的需求？

在某些敏感的量子技術(shù)用途中，國家利益應(yīng)當在控制信息流動方面發(fā)揮作用，這完全可以理解。只不過，到最后，任何限制性措施都需要在志同道合的國家之間謹慎實施。就目前的情況來說，過度限制為時尚早。要想鼓勵全球各大卓越研究中心開展跨領(lǐng)域合作，就必然要開放、共享相關(guān)信息、研發(fā)機遇以及科學與工程學人才，這點已經(jīng)得到了廣泛理解。

目前，美國在量子科技領(lǐng)域做出了何種程度的努力？

從投入的角度看，美國表現(xiàn)不錯。2022年，美國政府在量子研發(fā)方面的投入大約為9億美元——作為對比，據(jù)估計，全球各國政府和私營部門每年在量子領(lǐng)域的總支出大約為300億美元。從產(chǎn)出的角度看，美國的競爭力也越發(fā)強大，科研成果在高引用數(shù)量、高影響力數(shù)量方面與中國并駕齊驅(qū)。

過度炒作是否可能損害量子產(chǎn)業(yè)的聲譽？

這是一個關(guān)鍵問題，也是一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題。隨著政府和私營部門在量子領(lǐng)域的投資日益增加，這個領(lǐng)域必然會勾起許多人的熱情和興趣。就QED-C的情況來說，我們沒有看到所謂“泡沫”的證據(jù)，只是看到這條新興產(chǎn)業(yè)鏈上的研究人員和研發(fā)公司報告稱他們正穩(wěn)步推進發(fā)展路線圖，同時還一并解決了許多棘手的技術(shù)和工程問題。實際上，像QED-C這樣的組織在預期管理方面扮演著相當重要的角色。最關(guān)鍵的是，這意味著分享基于實證的可信數(shù)據(jù)和進展指標，以便各類利益相關(guān)方——政策制定者、資助機構(gòu)、投資界和產(chǎn)業(yè)界——細致了解最前沿的量子技術(shù)以及未來發(fā)展方向。

技能嫻熟的量子產(chǎn)業(yè)工作人員短缺，這在全球范圍內(nèi)都是一個公認的問題。要增加哪方面的技能培養(yǎng)才能填補這個差距？

對于這個問題，人們普遍有一種誤解，那就是錯誤地認為進入量子領(lǐng)域的工作人員需要有博士學位——最好還得是物理學博士學位。實際情況絕對不是這樣。在早期量子產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈中，無論是生產(chǎn)商還是開發(fā)方都迫切需要科學家、工程師和技術(shù)人員，尤其是那些在相關(guān)領(lǐng)域有工作經(jīng)驗的人，這些領(lǐng)域包括：低溫學，測試和測量，數(shù)據(jù)科學和電路設(shè)計。更重要的是，借助針對性培訓和員工發(fā)展計劃，相關(guān)學科的職業(yè)中期專業(yè)人員也完全有可能將職業(yè)生涯轉(zhuǎn)向量子產(chǎn)業(yè)。（參見“量子技術(shù)人員：擴大產(chǎn)業(yè)人才管道”。）

有一點是明確的：對于胸懷大志的個體來說，量子領(lǐng)域到處都是機會，無論是硬件公司、軟件公司，還是量子技術(shù)關(guān)鍵垂直領(lǐng)域的終端產(chǎn)業(yè)（制藥、金融和醫(yī)療保?。枰募寄芏枷喈敹鄻踊?。另外，我們還需要擁有商業(yè)頭腦的技術(shù)銷售人員，他們得知道通過何種方式推動量子應(yīng)用的新興市場。量子產(chǎn)業(yè)正是通過這種方式為有才干的科學家和工程師開辟豐富多彩的入門渠道，只要他們愿意，甚至可以從主流技術(shù)的研發(fā)工作轉(zhuǎn)向商業(yè)開發(fā)活動。

起初，QED-C只是美國方面發(fā)起的一項倡議，但自成立之后，QED-C陸續(xù)向36個志同道合的國家開放了成員資格。推動這種變化的動力是什么？

量子研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新正在全球范圍內(nèi)進行，而此時此刻，美國并不是唯一在這股浪潮中處于領(lǐng)先地位的，并且領(lǐng)先優(yōu)勢也談不上巨大。我們——以及我們聯(lián)邦政府的各大贊助方——從一開始就意識到，QED-C是否能踐行使命的關(guān)鍵歸根到底就是國際伙伴關(guān)系。同樣，在涉及市場、客戶、技術(shù)合作伙伴乃至投資者時，我們的成員也都在積極尋找全球范圍內(nèi)的機會。幫助我們的成員在上述維度取得成功正是我們QED-C每天所做的事。

鑒于目前我們還不清楚哪些平臺技術(shù)——超導電路、離子阱、光子處理器或類似的技術(shù)——最終能在商業(yè)上具備可行性，產(chǎn)業(yè)界和政府應(yīng)當如何推動量子計算技術(shù)的研發(fā)？

對政府來說，重點是商業(yè)競爭階段前的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。這意味著需要在加深理論理解、升級實驗系統(tǒng)、改進裝置設(shè)計和制造的基礎(chǔ)上優(yōu)先考慮基礎(chǔ)硬件和軟件技術(shù)，同時推動上述所有研究路徑。與此同時，對產(chǎn)業(yè)界來說，處于供應(yīng)鏈上的所有公司都需要盡快從研發(fā)實驗室走向可持續(xù)的收入模式和能夠長期發(fā)展的商業(yè)應(yīng)用。

另一個需要加強的方面是與各行各業(yè)（包括定量金融、保險、醫(yī)藥、電信、先進材料等）內(nèi)的量子計算終端用戶接觸。隨著時間的推移，量子產(chǎn)業(yè)的“使用者”會變得比“生產(chǎn)者”多得多，因此，所有這些使用者都需要現(xiàn)在就組建探路者團隊，探明量子技術(shù)究竟會怎樣顛覆自己所在的行業(yè)。

資料來源 Physics World

量子技術(shù)人員：擴大產(chǎn)業(yè)人才管道

雖然美國各大院校已經(jīng)開始著手培養(yǎng)有意向的本科生、碩士生、博士生朝量子工程師、量子科學家的方向發(fā)展，但目前還幾乎沒有專門針對“量子技術(shù)人員”培訓的副學士學位和專業(yè)職業(yè)教育課程。這就是《建立量子技術(shù)人員隊伍指南》的主要結(jié)論。這份指南的實質(zhì)是QED-C開展的一項新研究。而QED-C則是一個由美國和來自全球各國的利益相關(guān)方組成的聯(lián)盟，他們的共同目標是快速跟蹤整個量子產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的增長。

量子技術(shù)人員在量子科技公司中承擔著諸多關(guān)鍵職能，包括：系統(tǒng)和組件制造，器件組裝、描述、測試、操作和維護。另外，這份指南還特別強調(diào)，對訓練有素的量子技術(shù)人員的需求“預計將隨著量子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展而暴漲”，因此，我們迫切需要在短期內(nèi)填充這部分勞動力。

量子技術(shù)人員通常需要掌握多個專業(yè)領(lǐng)域的知識和技能，例如：操作使用真空、低溫環(huán)境中光學系統(tǒng)的經(jīng)驗，以及編程和各種軟技能。當前的雇傭策略重點是從鄰近技術(shù)領(lǐng)域（比如微電子學、半導體制造和光子學）招募候選技術(shù)人員，并且通過內(nèi)部見面會為新員工提供職業(yè)培訓。

然而，QED-C的報告提出，量子產(chǎn)業(yè)界需要“一種專門針對填補量子技術(shù)勞動力管道的更協(xié)調(diào)的方法”，進而提升生產(chǎn)效率、增加商業(yè)機會，這對那些較小的公司尤為重要。

QED-C的這項研究提出了不少建議，其中包括：定義量子技術(shù)人員的角色類型，并且投資市場營銷，以建立技術(shù)人員對職業(yè)軌跡的認識；將現(xiàn)有培訓計劃同量子技術(shù)人員在實際工作中所需的知識、技能和能力對比；在高等教育院校、產(chǎn)業(yè)界和美國國家實驗室系統(tǒng)之間建立地方伙伴關(guān)系。此外，這份報告還呼吁建立量子技術(shù)課程認證計劃，并且為專注于量子產(chǎn)業(yè)培訓和教育而非研究的機構(gòu)提供額外資金支持。

這份報告總結(jié)道：“量子系統(tǒng)的制造還沒有達到規(guī)?；a(chǎn)的程度。于是，有很多人認為量子產(chǎn)業(yè)對相關(guān)技術(shù)人員的需求并不高甚至根本不存在。這是一種比較普遍的錯誤認知。實際上，即便是在試驗階段和原型階段，也高度需要量子技術(shù)人員。”