图为用于量子贝尔实验的纠缠光子实验装置。图像来源：英国格拉斯哥大学/Kevin J. Mitchell。

国家量子计划（NQI）在一年多前首次向美国国会工作人员提交了国家光电计划（NPI）赞助的白皮书，到今年中期，国家量子计划已经得到了一项价值12.75亿美元的授权立法。一周前，该立法在美国众议院投票通过，目前正在美国参议院进行积极审查。当对量子技术的推动措施成为法律后会产生什么效果，正是在美国华盛顿特区举行的2018年光学/激光科学前沿会议上的小组讨论的主题。该小组汇集了来自政府、学术界和工业界的五位利益相关者，以挖掘他们对新生国家量子计划优先事项的看法。

光学与量子的连接

俄勒冈大学的Michael Raymer与马里兰大学的Christopher Monroe共同撰写了最初的白皮书，并且作为讨论的主持人，Raymer一直是推动项目前进的关键力量。在简要回顾项目历史的过程中，Raymer指出，该倡议的想法几乎是在两年前的另一次光学/激光科学前沿会议上形成的。

Raymer认为，美国光学学会和量子技术计划之间的联系，包括本小组讨论，是很自然的。“光学可以做任何事情，一切都是光学，光学涉及所有领域，许多量子支持技术都来自光学界。”他补充称，国家量子计划“在整个行业和学术界都有广泛的支持。”

俄勒冈大学Michael Raymer在2018年光学/激光科学前沿会议上发表讲话。

国家量子计划

国家量子计划的基本计划有三个组成部分，由Raymer在他的介绍性评论中做出来概述。其中一个组成部分是在全国范围内创建五到十个大型创新实验室，“将工程师、数学家、计算机科学家、物理学家、化学家和材料科学家聚集在一个资金充足的大型中心内。”这些中心将能够“实际构建量子硬件”，并可作为“平台商业化的垫脚石”。第二部分在于计算机访问程序，以允许使用测试台硬件开发和实现量子算法。第三部分是量子研究网络，以支持较小的学术团体的基础研究。

Raymer还谈到了国家量子计划提案对量子技术的独特教育需求的认可。“量子行业需要训练有素的量子工程师，所以我们还需要一系列的支持来培训量子工程师。”绝大部分公司和大学实际上还不确定“量子工程师”究竟是什么，Raymer建议，所以未来任务的一部分就是充实工作描述并制定新的学术课程作为回应。

培训量子技术的劳动力

在多个层面上对更好培训的需求也是随后的小组讨论中的一个关键主题，五位政府、工业界和学术界人士在量子方面均有利益相关。IBM公司量子信息系统高级经理Mark Ritter指出，该公司“在招聘合格，训练有素的人员方面遇到了麻烦，实际上遇到了很大困难。”他补充称，他看到某些专业人士离开美国去其他国家，因为长期资金前景看起来海外更适合量子技术的发展。Ritter认为：“国家量子计划的提出表示我们将支持一项长期的计划。”

Peter Knight爵士，前美国光学学会主席，伦敦帝国理工学院名誉教授，也是英国国家量子技术计划（NQTP）发展的重要人物，他表示：“我们在英国也有同样的问题，即严重缺乏合适且有经验的人员。”鉴于此他指出，国家量子技术计划预算的约15％需要用于新培训计划的支出。

这种培训应该采取什么形式？美国国家科学基金会计算机和信息科学与工程主任Irene Qualters认为，虽然“课程是一个重要的部分”，但建立量子技术的劳动力还远远不够。白宫科技政策办公室（OSTP）量子信息科学助理主任补充称：“通过研究经验建立技能非常重要。”通过他的教学经验，他已经了解到“量子工程不是一个领域，工程师也不是特定学科的人，而是需要许多类型的工程师。”他建议，培训计划需要考虑到多样性。

参与海外合作

另一个关键主题是国际层面：国家量子计划应该如何与其他国际计划“合作或竞争”，因为在最近一段时期中国与欧洲都在蓬勃发展量子计划？Knight注意到这些几乎所有人都在解决相同的问题。Knight开玩笑称：“美国国家量子计划与英国计划相比，几乎反映了我们在英国一直试图做的事情。”Knight和其他小组成员所引述的国际合作与协作的重要领域之一是量子技术的国际标准的制定以及安全协议的完善。

IBM公司的Ritter表示：“国际合作不仅是可能的更是必要的，CMOS就是一个例子。IBM公司和英特尔公司没有制造所有的晶圆厂设备；他们与其他人合作制造晶圆厂设备并开发技术。这也定将发生在量子科学这个领域。”

从左到右：白宫科技政策办公室Jacob Taylor、美国能源部Barbara Helland和美国国家科学基金会Irene Qualters在2018年光学/激光科学前沿会议小组讨论会上。

利用创新经济

当然，国家量子计划最大的存在理由是加强美国政府机构之间的合作与协调，这些机构涉及量子科学及其资金支持。Knight表示：“美国实际上已经花费了大量的资金支出，在一些可能被视为竞争对手而不是合作者的机构中，我相信这一举措将使我们能够共同做实事。”美国能源部的科学办公室的Barbara Helland表示支持美国40％的物理科学研究，1991年的美国高性能计算和通信计划就是通过国家倡议实现的一个很好的例子。

Helland表示：“在20世纪90年代，使用计算机作为科学探索工具的阶段与今天我们处理量子的阶段相似。”国家倡议能够帮助美国各家机构共同理解自己的角色定位，并且重新定义“重大挑战问题”，充实研发和培训要求，并以美国在高性能计算领域的领导地位的方式利用政府投资。“我认为我们可以通过量子倡议做同样的事情。”白宫科技政策办公室的Taylor同意国家量子计划正在回应将国家努力结合在一起的基本需求。Taylor还表示：“我们能够更好地保持科学技术在一个有凝聚力的团队中前进，而不是为了独立和相互竞争而使得整体利益发生分裂。我们拥有的创新经济需要以科学为先的方式利用它。”

原文链接

本文受译者委托，享有该文的专有出版权，其他出版单位或网站如需转载，请与本站联系，联系email：mail#opticsjournal.net。(为防止垃圾邮件，请将#换为@)否则，本站将保留进一步采取法律手段的权利。