美国政府高度重视量子科学技术人才的培养,在2018年实施《国家量子计划法案》后发布了一系列战略报告和技术报告推动该法案的落实。美国量子人才战略中的教育举措主要包括:通过招揽国际量子科技人才,提高相关研究领域的竞争力;在早期教育阶段提升学习者量子信息科学技术的教育意识,在高等教育阶段提供与量子信息科学技术相关的课程、学科和学位,培养掌握量子信息科学技术的研究者和量子智能劳动力。其挑战主要为相关人才对科技成果转化的时间焦虑、学术晋升与终身教职的冲突和“文化迁移”。
为了实现《国家量子计划法案》的目标,美国的教育系统需要承担相应的使命,主要包括促进量子信息科学技术的发展和培养量子智能劳动力。2018年的量子信息白宫峰会高度重视培养量子智能化工人(quantum-smart workforce)。2020年,《促进量子美国在科学技术方面的全球领导力》指出,量子信息科学发展需要重视培养具有相应技能的劳动力。2022年,美国财年计划的重点之一是提升量子企业的劳动力质量,提供关键设施,保持美国国家安全、经济发展和国际协作。
一、美国量子人才战略中的教育举措
教育系统不能完全承担人才培养的重任,需要与政府和企业共同协作,也需要采取具体措施,即外引和内培。“外引”是指面向国际,吸引掌握量子信息科学技术的高层次人才;“内培”是指运用国内现有师资,在不同教育阶段,培养掌握量子信息科学技术人才和智能量子劳动力。
(一)招揽国际量子信息科学技术人才,打造人才“蓄水池”
国际协作和国外研究者在美国技术研究的成功中扮演重要角色。《国际人才在量子信息科学中的角色》指出,“为了促进量子信息科学技术发展,美国需要建造量子信息‘人才蓄水池’”。根据关于新兴技术安全的一项调查显示:美国半导体产生很大经济价值,2018年约投入2000亿美元,占全球半导体总投资额5%;美国当前40%的半导体人才是国际人才,其中来自印度籍国际人才最多,其次为中国籍国际人才。该项调查也显示,美国大学是培养这些高科技国际人才的主要场域,其中电气工程、计算机科学领域中2/3的国际研究生进入美国半导体企业。美国最具潜力的人工智能启动资金AI Startups的创始人是美国移民。一项分析显示,在2019年人工智能TOP50的创业公司中,66%的美国人工智能创始人中至少有1位是移民。
但是,当前美国的国际揽才计划有很多障碍。第一,受到新冠病毒感染疫情(以下简称“疫情”)影响。2020年秋季,美国高等学历学位教育的国际招生数为60.5万人,比2019年减少了17.7万名学生,降低了23%;本科生招生数从2019年的41.9万人下降到31.5万人,比例约25%;研究生从2019年的36.3万人下降到2020年的29.0万人,比例约为20%。疫情是很多国家国际揽才的共同障碍。第二,当前国外研究者很难获得长期签证。签证难度使得美国的国际学生和国际研究者留在美国的不确定性增加,因此,美国政府希望通过提供可获得的实用培训(optional practical training,OPT)和J-1签证项目(J-1 visa program)解决难题。第三,全世界各国都重视招揽量子信息科学技术领域的国际人才且具有一定吸引力。美国也逐渐意识到其他国家的国际揽才政策的吸引力增加,比如,中国通过海外人才回国服务、海外人才为国服务等综合战略,增强了对海外人才吸引力。
(二)早期教育阶段:提升量子信息科学技术的意识
国际揽才会遇到很多障碍,使得量子信息科学技术人才竞争在很大程度上成为各国教育体系的竞争,意味着需要重视内部培养量子科学技术人才。早期教育阶段主要是提升量子信息科学技术意识,培养学习者对量子信息科学技术的兴趣。《美国量子信息科学战略概览》指出,早期教育阶段包括义务教育阶段、中学阶段和高中阶段,应该学习量子科学。2018年,量子信息白宫峰会指出,美国联邦政府会在早期教育阶段提供开放式量子学习的教育机会,从而保障量子信息科学技术领域有多样化的劳动力。2020年8月,美国国家科学基金会提出Q12教育(national Q-12 education partnership)实施量子信息科学教育,为培养掌握量子信息科学技术的劳动力做准备,这有利于鼓励下一代在大学教室、社区学院和线上课程之外有更多机会开始并持续学习材料学、量子信息科学等相关课程。这些课程主要包括四大要点:一是让更多学生尽早接触高质量的量子信息科学教育材料,二是帮助进入大学前的学生制定关于从事量子信息科学的职业规划,三是面向公众普及量子信息科学的概念,四是让更多教育者参与研发量子信息科学的教育材料和设计相关课程。
(三)高等教育阶段:提供量子信息科学技术的课程、设置学科和颁发学位
在教育系统内部,初等教育阶段和高等教育阶段不是完全割裂,而是有相通之处,不过侧重点不同。高等教育阶段主要是高校提供相应课程、设置相应学科和学位,培养从事量子信息科学技术的研究能力和相关技能。第一,高校通过提供相应课程,培养学生掌握一定的量子信息科学技术知识,并具备一定的量子技能。第二,设置相应学科。《美国量子信息科学战略概览》指出,鼓励学术界设置量子科学和量子工程两个独立学科,并且满足这两个学科所有层次的新教师、新项目和新计划需求。第三,根据量子信息科学技术的工作要求,设置物理学士、物理硕士、物理博士、工程学士、工程硕士、工程博士、数学博士、计算机科学的学士和博士等,从而培养学习者掌握协作环境中推动软件发展、工程和系统设计技能等量子信息技能,团队协作技能和商业运作意识。2018年,量子信息白宫峰会指出,在本科学段中设置特定量子学士学位、专业硕士学位和哲学博士学位,并特别重视为相关学科的研究生和博士后设置奖学金。
二、美国量子人才战略中的挑战
美国量子人才战略实施过程中的挑战是科技转换的时间焦虑、学术晋升与终身教职的冲突和“文化迁移”。
(1)科技转换的时间焦虑。社会的浮躁心态、高校的功利心和教师个体的得失心,决定了对于科技转换周期长的焦虑。科技发展不能成为“只开花,不结果”的虚幻,而是需要将科学技术转化为实际产品或者商品。量子信息科学技术的发展需要投入大量资金和时间,转化为科技成果需要耗费很长时间。
(2)学术晋升与终身教职的冲突。由于学术界的考核评价方式往往比较单一化,在没有获得终身教职之前,青年教师感受到时间压力,成为“知识工人”。例如,晋升和终身教职委员会认可专业奖项或者学术发表,难以评价对量子信息科学技术发展的多种贡献。
(3)不同组织文化之间的冲突。量子信息科学技术发展,不仅仅取决于科技本身的研究进展,还需要一种有利于科技创新的多部门之间的协同。当前,在美国量子信息科学技术的发展中,美国政府部门与学术界、企业界搭建的创新生态系统中,各主体由于具有不同的组织特性,从而具有不同的组织文化,为了促进多部门有效合作需要“文化迁移”(cultural shifts),因为一些部门的项目也需要新资源、提供新机会,跨越工作边界、支持冒险。“文化迁移”的本质是要求多个部门和机构的持续努力和领导力,从而有效分配资源和承担适度风险,其目的是全社会涵养一种“发现文化”,从而促进量子信息科学技术发展。有研究者认为,有利于科技创新的文化需要思想更加崇尚自由。
资料来源:摘自2024年07月04日上海科技人才《美国量子人才战略举措、特征与挑战》,原文出自《科技管理研究》2023年第12期