全球量子信息領域人才發展研究
近年來，量子信息發展突飛猛進，成爲新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。但是，目前全球高精尖技術人才嚴重短缺，各國紛紛出臺量子信息領域的人才發展戰略，以人才爲抓手搶佔未來科技產業發展先機。就中國而言，量子信息領域已進入高速發展新階段，形成了以安徽、北京、廣東以及江浙滬地區爲代表的量子信息人才高地，以潘建偉、郭光燦等院士團隊爲代表的科技工作者取得了一批具有國際影響力的重大科技創新成果。中國需加快佈局量子信息領域高端人才，夯實量子信息領域發展基礎，有力推動其高質量發展，有效保障國家安全。
因此，本文對中外量子信息領域的人才發展狀況進行對比分析，充分借鑑美國、英國等國家的有益做法，系統總結中國量子信息領域人才發展的不足之處，找準切入點和突破口，爲搶佔量子信息國際競爭制高點，構築發展新優勢，提出中國量子信息領域人才發展的建議。
一、全球量子信息領域人才發展概況
1.1 全球量子信息領域人才分類
根據主要工作內容，量子信息領域人才可以劃分爲兩類：一是研究型人才，主要從事量子物理學的基礎研究；二是應用型人才，主要從事量子信息領域工程化的技術應用。
根據主流細分領域，量子信息領域人才可以劃分爲三類：一是量子計算領域人才，從事調控量子信息單元進行計算的研究應用工作；二是量子通信領域人才，從事利用量子疊加態和糾纏效應進行信息傳遞的研究應用工作；三是量子測量領域人才，從事利用量子態的變化直接或間接讀取環境物理量大小的研究應用工作。
1.2 全球量子信息領域人才供需現狀
目前，全球量子信息領域人才缺口大，預計量子信息科技人才需求會越來越旺盛。2020年，量子經濟發展聯盟（Quantum Economic Development Consortium）對量子信息行業內57家公司進行調查，結果顯示，未來兩年內量子算法開發人員將成爲量子信息領域人才需求量最大的崗位（見圖1）。量子信息本身綜合性較強，涉及數學、物理、計算機科學、工程設計等多個學科的知識，企業通常青睞獲得博士學位且接受過跨學科培訓的高端人才（見圖2），而當前博士的培養速度又遠低於量子計算行業人才需求的增長速度，人才培養週期過長進一步加劇了人才供不應求的狀況。
二、國外量子信息領域人才發展經驗
2.1 美國量子信息領域人才發展現狀
2.1.1 人才需求擴大
根據2021年美國國家科學技術委員會（National Science and Technology Council）發佈的《國際人才在量子信息科學中的作用》，量子信息領域人才需求的範圍十分廣泛，涉及數學、物理學、計算機科學、工程設計等多門學科，並且隨着量子信息領域投資的快速增長，人才需求量也將不斷增長，但人才短缺問題普遍存在。自2016年以來，美國量子計算領域的崗位數量增加了8倍（見圖3），但是多數企業表示難以找到技術熟練的員工，55%的企業需要爲新員工提供額外的培訓，65%的企業認爲僱傭員工具有挑戰性。
2018年美國發布的《國家量子倡議法案》提出，將爲美國吸引和培養一批量子信息領域人才，但該計劃是否能滿足美國政府、產業界和學術界的未來人才需求仍然存在不確定性。而且，量子信息領域專業知識的學習週期較長，一般需要接受10年的高等教育和培訓，人才培養速度遠低於人才需求增長速度。除擴大國內渠道外，美國仍需通過促進國際人才流入的方式解決人才短缺問題。
2.1.2 國際人才佔比高
一直以來，國際人才對美國的科技進步做出了巨大貢獻。2001—2021年，科學、技術、工程和數學教育（STEM）領域的外國學生和博士後從200多個原籍國移民至美國，期間美國諾貝爾獎獲得者中有1/3爲外國移民；據統計，在美國擁有博士學位的科學和工程領域的員工中，外籍員工佔比高達44%；2014—2018年，在美國獲得物理學博士學位的外國人佔比約43%，獲得計算機和信息科學博士學位的外國人佔比約56%，獲得電氣工程博士學位的外國人佔比約64%。
目前，美國量子信息領域的技術發展主要依賴於高校開展的基礎研究，除高校學生外，許多進行專業知識教學的教師也是外國人，量子信息人才從世界各地流入美國。數據調查顯示，在美國量子信息領域的畢業生中，外國人才佔50%；2014—2018年，美國高校授予的物理學、電氣工程和計算機信息科學與工程博士學位中，只有不到5%的人從事量子信息領域的相關研究，且約有50%的學位被授予外國人。
2.2 美國量子信息領域人才政策舉措
美國是全球最早發展量子信息科技的國家之一，也是最早將量子信息科技納入國家戰略和國防安全規劃的國家。自2002年發佈《量子信息科學與技術規劃》起，美國開始陸續出臺量子信息相關的政策舉措，持續關注面向未來的量子信息人才吸引與培養。
2.2.1 健全政府與產學界的協調反饋機制
政府和產學界的緊密合作是實現量子信息高質量發展的關鍵環節，多主體共同協調推進人才發展計劃，有助於實現量子信息科技與產業協同高速發展。
一是加強量子信息人才發展頂層設計，創建政產學界聯合培養渠道。美國國家科學技術委員會量子信息科學分委會設立了一個跨部門量子信息人才工作小組，負責對接產學界及量子經濟發展聯盟等利益相關部門，協調人才發展方面的相關事項，美國國家科學基金會（National Science Foundation）、美國國家標準與技術研究院（National Institute of Standards and Technology）、美國能源部（United States Department of Energy）、美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration）等也設立了量子信息研究中心，機構內部有清晰的人才發展規劃。
二是啓動量子信息人才監測評估工作，美國在2020年發佈的《國家量子信息科學戰略》和2022年發佈的《國家量子信息科技人才發展戰略計劃》中提出，政府和產學界將從短期和長期的角度對量子信息科技生態系統的勞動力需求進行評估，持續跟蹤勞動力數據，合理規劃量子信息科技人才發展。
2.2.2 推動將量子信息納入國民教育體系
國民教育是推動量子信息技術進步的重要方式，推進量子信息梯度人才隊伍建設，提高量子信息領域勞動力質量。
一是增設量子信息教育相關課程，2018年美國發布的《國家量子倡議法案》明確要求國家科學基金會制定量子信息科學教育計劃和目標，2021年發佈的《量子網絡基礎設施和勞動力發展法案》提出將量子力學和量子信息納入中小學和高等教育課程。
二是啓動量子信息教育合作計劃，美國國家科學基金會和白宮科學與技術政策辦公室（Office of Science Technology Policy）牽頭啓動“美國Q-12教育合作伙伴計劃”，量子信息領域科技公司、行業協會等產學研組織參與實施，總投入達100萬美元，旨在面向中學生提供量子信息終身教師、量子思維啓發課程、量子信息行業就業指導和量子信息行業實習機會等各類學習服務；美國國家科學基金會也設立了量子計算和信息科學人才計劃、行業-學術界聯合培養研究生計劃。
三是大力培養量子信息領域科研人才，2018年發佈的《國家量子信息科學戰略概述》鼓勵高中生、大學生、研究生和博士後在量子信息科學方面進行學習深造，美國國家標準與技術研究院和美國能源部通過項目或獎學金的方式資助參與研究的學生和博士後，美國國家科學基金會開設了量子科學博士後培養項目、量子信息科學和工程網絡研究生聯合培養項目和量子科學暑期學校，《2021年國家量子安全法案》提出將增加獲得量子信息相關專業學位的畢業生數量。
2.2.3 擴大面向公衆的量子信息科普教育
科普教育是加強未來人才培養的重要手段，有助於提高公衆在量子信息科技發展中的參與度，吸引更多人才進入量子信息領域。
一是提高量子信息科普教育的戰略性地位，2022年美國發布的《國家量子信息科技人才發展戰略計劃》提出了4項關鍵行動計劃，其中一項就是通過公共宣傳和教育材料向公衆宣傳普及量子信息科技的相關知識。
二是明確量子信息科技教育相關的核心概念，如量子比特、量子測量、量子糾纏、量子計算、量子通信和量子傳感等，圍繞上述核心概念展開量子信息科技教育活動。
三是搭建量子信息在線教育平臺，建立量子信息科技在線訪問學習資源庫，爲公衆提供可獲取的相關課程和模擬實驗。
2.3 英國量子信息領域人才發展現狀
2.3.1 人才短缺嚴重
目前，英國量子信息領域最缺乏的崗位主要有系統架構師、軟件工程師和數據分析師等，雖然與計算機技術崗位並無太大差別，但這並非是將計算機技術簡單地轉移到量子信息領域，而是需要跨學科領域的複雜知識技能，包括量子物理學、數據分析、工程和建模或編程等。綜合性人才的培養週期普遍較長，難以滿足短期內快速增長的量子信息人才需求，進一步加劇了人才短缺問題。英國劍橋量子計算公司（Cambridge Quantum Computing）表示，目前公司經營最大的挑戰就是難以找到具備合適技能的人才，大部分員工剛入職時缺乏崗位所需的知識技能；英國量子運動公司（Quantum Motion）在2020年初估計，在未來18個月內，量子計算行業還需要150～200名量子工程師，而布裡斯托爾大學的博士培訓中心每年僅能夠培養大約10名符合行業標準的工程師。
2.3.2 人才流出效應顯著
英國針對量子信息領域人才的資金投入遠不及美國等其他發達國家，導致人才流出效應顯著。
美國諮詢機構Mind the Bridge調查顯示，2012—2016年，共有562家歐洲初創科技企業被美國大型科技企業收購，佔同期歐洲初創科技企業總數的44%，如英國深度思維公司（Deepmind）、法國穆德斯托克公司（Moodstocks）和德國費特克公司（Fayteq）均被谷歌（Google）公司收購。英國布裡斯托爾大學物理學家傑瑞米·奧布萊恩（Jeremy O’Brien）和倫敦帝國理工學院教授特里·魯道夫（Terry Rudolph）也赴美國創業，聯合成立了美國光量子計算公司（PsiQ），計劃5年內製造出商用量子計算機。英國劍橋量子計算公司表示，英國每年大約有幾十名博士的研究方向與公司業務相契合，但短期內公司財務不足以支撐聘用這些博士以及開發一大批全新的研究項目。
2.4 英國量子信息領域人才政策舉措
量子理論起源於歐洲，英國作爲歐洲量子理論研究的先驅，一直以來十分重視量子信息技術的基礎研究和規模應用。早在2013年，英國就宣佈實施國家量子技術計劃，量子信息技術被提升到國家重要戰略地位，第一階段在2019年已經結束，目前正處於第二階段實施期，該計劃將量子信息人才培養列爲優先事項，旨在解決技術人才匱乏的瓶頸問題。
2.4.1 加大量子信息人才資金投入力度
研發投入是反映一個國家或地區科技創新活躍程度的主要指標，研發投入的持續增長是夯實人才使用基礎、提升關鍵技術水平的重要保障。增加量子信息領域的資金投入，能有效激發量子信息人才的創新活力，推動量子信息領域關鍵核心技術突破。
一是建立量子技能培訓中心，英國工程和物理科學研究理事會（Engineering and Physical Sciences Research Council）投資4900萬英鎊在全國範圍內依託知名高校建立了3個量子技術博士培訓中心和3個量子系統工程培訓與技能中心，量子技術博士培訓中心側重高端技術研發，量子系統工程培訓與技能中心側重技能培訓。
二是啓動專項人才計劃，英國國家量子計算中心（National Quantum Computing Centre）表示已經啓動了一個量子人才專項，致力於培育量子信息領域技術人才以及傳播共享量子信息領域專業知識；英國工程和物理科學研究理事會已投入1650萬英鎊支持量子技術人才計劃，共計支持了14個專家團隊，其中6個爲知名教授團隊，8個爲首次獨立建立實驗室的青年學者團隊。
2.4.2 政產學界聯合培養量子信息人才
政產學界共同聚焦人才培養，是量子信息技術向產業化轉變的關鍵，有助於建設一支具有創新能力和適應能力的量子信息人才隊伍，推動量子信息產業高質量發展。
一是強化量子信息領域產學界合作，促進量子信息領域企業參與博士的培養工作。根據量子計算行業需求設定培養目標，量身定製博士培訓計劃，由企業提議或贊助博士項目、博士培訓中心，第一年培訓期採用企業主導的形式。
二是優化量子信息領域人才梯隊。加強職業技術人才培訓，推動量子信息領域大中小企業參與學徒學院（英國教育部下屬的非政府部門公共機構）開展的學徒標準制定和“健康與科學”“工程與製造”職業技術教育，鼓勵量子信息領域企業提供行業實習機會，確保具有本科學歷或學徒級別的專業技術人員均可參與培訓計劃。
三是建立量子信息領域人才平臺。英國皇家學會（The Royal Society）下屬的量子人力資源和職業服務公司（Quantum Resources&Careers）推出全球第一個量子信息領域的人才招聘和培訓平臺，爲企業量身定製招聘方案，通過最佳候選人才庫來篩選應聘者。根據行業所需的專業知識技能，與相應領域的專家合作，設立量子信息技術在線課程，爲量子信息領域的求職者提供就業指導服務。
三、中國量子信息領域人才發展問題
3.1 量子信息領域人才供需及地域分佈不均
目前，中國量子信息技術應用與產業化尚處於起步階段，量子信息人才需求不斷增加，人才供給不足問題突出，在人才規模方面與其他國家相比仍存在差距。2021年3月通過領英平臺檢索得到，歐洲和美國地區量子信息相關人員共13.3萬人，而中國量子信息相關人員僅946人，其中還包括行政人員。從量子信息人才結構來看，中國量子信息人才大部分來自高校和科研院所，以基礎研究型人才爲主，而企業內量子信息人才數量較少，技術應用型人才遠遠不足。鑑於量子信息屬於新興技術領域，對技術應用型人才的綜合素質要求較高，需掌握計算機科學、數學、物理學、工程學等系統性專業知識，但現有的高等教育目標與行業發展需求還存在一定的差距，職業教育體系尚不完善，進一步加劇了人才供不應求的狀況。
中國已經形成以安徽、北京、廣東、江浙滬地區爲代表的量子信息人才高地，人才的地理分佈較不均衡。中國各地區量子信息領域全球專利申請數據顯示（見表1），安徽的專利申請數居中國首位，高達1190件，北京位居全國第二，其次爲浙江、江蘇、廣東和上海。中國量子信息領軍人才團隊也主要聚集在安徽、北京、廣東以及江浙滬地區（見表2），本土院士數量居全國前列，且在量子通信、量子計算領域的研發實力和影響力也屬於國際先進水平。中國除安徽、北京、廣東、江浙滬地區以外，其他地區量子信息人才較少，尤其是中西部地區，經濟基礎不如沿海發達地區，對高端人才吸引力不足，缺乏領軍人才團隊引領創新，並且人才培養力度不夠、人才基礎薄弱導致創新成果產出少。長此以往，不利於創新資源要素的有效配置和國家創新體制優勢的充分發揮，可能加劇區域之間創新能力的兩極化問題。
3.2 量子信息領域人才政策有待完善
當前，以量子計算、量子通信和量子測量爲代表的量子信息技術已成爲中國未來科技和產業發展的重要領域之一。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》指出，要瞄準人工智能、量子信息等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目，加快佈局量子計算、量子通信等前沿技術。自2020年起，中國各地方政府也紛紛出臺有關量子信息人才的相關政策，高度重視未來人才發展，大力培育量子信息創新人才，加快推動量子信息技術創新，搶佔量子信息產業制高點。但就目前來看，中國量子信息人才政策普及範圍較小、內容覆蓋還不夠全面，與歐洲、美國等國家和地區相比，整體人才政策體系還有待完善。
一是量子信息人才政策出臺較少，不利於量子信息領域協同創新發展。如表3所示，僅有安徽、北京、廣東、江蘇4個省份出臺省級層面的量子信息人才政策，其餘省份在量子信息人才政策方面幾乎一片空白。
二是現有量子信息人才政策內容趨同，大多關注人才培養方面，缺乏人才吸引、人才評價方面的政策。廣東率先在領軍人才團隊引進、產學研協同培育和量子信息學科建設等方面提出設想；安徽還提出組建產教合作聯盟，推動優質課程資源共享，建立聯盟內高校學分互認機制，建設“量子中心”和“科大硅谷”，吸引國際化創新人才聚集等創新舉措，而其餘省份的人才政策大同小異。
三是現有量子信息人才政策尚未出臺具體實施細則，各省份量子人才政策出臺時間較短，政策還未完全落地。
3.3 量子信息領域人才培養體系有待探索
中國高校、科研院所、企業等創新主體也相繼提出量子信息人才培養新模式，但是量子信息人才培養體系的建設仍處於初步探索階段，還缺乏一定的系統性和針對性。
一是開設量子信息專業的高校較少，學科人才培養受限。目前，開展量子信息本科人才培養的高校較少，且基本爲“雙一流”高校，大部分普通高校還未達到設立量子信息科學專業的條件。自2020年中國科學技術大學首次設立量子信息科學專業起，僅有國防科技大學和長江大學設立了面向本科生的量子信息科學專業，以及清華大學在2021年創辦了面向本科生的量子信息班。量子信息研究生人才培養相對深入，共有92所高校或科研院所招收量子信息碩士研究生，但大部分是基於物理學、光學、材料工程、電子信息等學科專業的細分研究方向，單獨設立量子信息專業的高校較少，僅北京大學設立量子電子學專業、南方科技大學設立量子科學與工程專業、陝西師範大學設立量子信息學專業。
二是中小學量子信息普及教育開展不足，不利於培養未來創新人才。國內僅有兩家中學開展了量子信息課程教育，分別是：江蘇省錫山高級中學聯合產學研界開發了“量子計算理論與實驗”課程，天津英華實驗學校聯合中國科學技術大學、國儀量子（合肥）技術有限公司建立了國內首個面向高中教育階段量子信息領域的科技創新實驗室。
三是量子信息企業參與度不高，實質性推動作用較弱。中國量子信息企業數量較少，僅有阿里、騰訊、百度、華爲等互聯網頭部企業以及本源量子、問天量子、國儀量子和量旋科技等新興量子信息企業探索培養量子信息專業人才。阿里、騰訊、百度、華爲各自創建了量子實驗室，匯聚中國頂尖量子科學家；本源量子、問天量子、國儀量子和量旋科技這4家企業還推出了“軟硬結合”的教育產品體系，與深圳大學、南京大學、清華大學和北京理工大學等多家高校達成戰略合作協議，但具體實施效果尚不明顯。
四、中國量子信息領域人才發展優化建議
中國量子信息領域人才發展仍存在人才供需和地區分佈不平衡、人才政策體系不完善、人才培育成效不顯著等問題，結合美國、英國在量子信息人才激勵、人才培育等方面的舉措，提出中國應進一步完善量子信息人才激勵機制，推進量子信息人才協同培育，加強量子信息科普教育，從而全面構建集學科領軍人才、創新應用人才、高技能人才於一體的多元化、多層次量子信息人才隊伍體系。
（1）完善量子信息人才激勵機制，吸引領軍人才團隊。
高端人才是區域創新發展的重要資源，中國應建立健全量子信息領域人才激勵機制，強化區域人才吸引力，激發人才創新活力，發揮領軍人才的創新引領作用。
一是需擴大國內各地區人才計劃中量子信息人才的名額數量，加快落實引進人才的獎勵性政策，給予頂尖科學家人財物自主權和技術路線決定權。
二是開闢引進人才職稱評價綠色通道，突破身份、資歷、年齡等條件限制，構建以職業能力、業績貢獻和職業道德等爲主要指標的人才評價體系。
三是建立量子信息人才資源庫，定期舉辦區域人才交流活動，加強量子信息人才與用人單位之間的雙向溝通，及時彌補引進人才工作的不足之處，優化量子信息人才服務機制。
四是強化與海外量子信息領域高校、科研院所的合作，鼓勵海外高水平研究人員與技術人員來中國開展研發活動，爲引進國際量子信息高端人才提供支持，同時要增加青年研究人員與優秀學生出國交流學習的機會，提升國內量子信息人才的創新水平。
（2）推進量子信息人才協同培育，培養多元化專業人才。
中國應進一步完善量子信息人才培養體系，形成政產學研界多主體的協同培養模式，共同培育量子信息領域的研究型人才、應用型人才等多層次人才。
一是支持“雙一流”高校聯合頂尖科研院所、知名企業搭建量子信息高層次人才平臺，基於量子信息產業前沿需求，提供個性化的培養模式、專業的實驗室設備以及豐富的企業實習機會，吸引並培養一批量子信息領域創新應用型人才。
二是支持安徽、北京、上海設立量子信息高等教育示範基地，聯合中國科學技術大學、清華大學、北京大學、復旦大學和上海交通大學開展教學研究合作和量子信息學科建設，逐步推廣至國內其他高校，提升量子信息基礎研究實力。
三是引導各大高校開設量子信息公共選修課程，鼓勵計算機、金融、工程等其他專業的學生了解量子信息基本理論和應用領域，定期舉辦各學院之間的學術交流會，爲培養跨學科領域人才奠定基礎。
四是舉辦省市級層面的量子信息行業技能培訓班，邀請業內知名專家授課，每年定期開辦2～3期，鼓勵各地市和各行業企業申報參與，提升量子信息行業從業技術人員的素質和能力。
（3）加強量子信息科普教育，拓展未來人才培養空間。
鑑於量子信息屬於新興技術領域，公衆的認知度和參與度不高，中國還需繼續推動量子信息教育普及和發展，激發未來人才對量子信息的研究興趣。
一是建設量子信息科普教育基地，聯合當地科技館和圖書館開設量子信息展廳，定期面向中小學學生開展青少年研學、夏令營等科普活動。
二是建立量子信息科普專家隊伍，邀請量子信息領域知名專家學者開展量子信息公益講座，以互動的方式向公衆普及量子信息基本理論和應用領域。
三是完善中小學量子信息課程體系和實驗室建設，總結江蘇省錫山高級中學、天津英華實驗學校等先進學校的優秀經驗，鼓勵引導其他中小學試點開展量子信息教育。
四是豐富量子信息在線教育資源，聯合量子信息知名企業，建立量子信息科普教育平臺，逐步豐富在線學習資源庫，爲公衆提供免費的量子信息相關課程和實操學習機會。
作者：賀曦子君，廣東省科技圖書館（廣東省科學院信息研究所）
本文轉載自微信公衆號科情智庫，原載於《全球科技經濟瞭望》2023年3月第3期
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