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美国Q-12量子教育项目面临严重赤字

光子盒2020-09-18 15:53发文

光子盒研究院出品


福布斯量子计算分析师Paul Smith-Goodson报道,美国Q-12量子教育项目面临严重赤字,以下是全文翻译:


量子和人工智能都是美国的战略技术。据美国参议院商业、科学和交通委员会主席John Thune所述:“美国正与中国和欧洲竞争寻求与量子力学有关的技术突破,而这是一场我们必须要赢的比赛。”


在过去的十年间,量子研究人员取得了重大进展,但仍有大多数工作仍处于实验阶段,如量子计算。在量子应用对我们的生活产生有价值的影响之前,可能还需要另一个五到十年来进行研究。而当量子应用全面到来之时,预计对本土关于量子工作的劳动力需求将出现爆炸式增长。




资助未来的量子工作者



特朗普政府计划从2021年开始为人工智能的研究提供10亿美元,同时为量子研究提供超过8亿美元的资助金(国防部研究项目除外)。与前几年相比,这次的资助水平非常高,但这也是为了维持我们世界技术领导者地位的必要措施。


为解决未来量子工作者短缺的困境,最好的方法就是激发初中生和高中生对量子学习的早期兴趣。而目前开设的针对本科学习之前的量子信息科学课程还很少。


对于即将到来的量子工作者需求潮,白宫科学技术政策办公室和国家科学基金会意识到了其重要性。于是特朗普政府创建了一个名为“国家Q-12教育伙伴”的创新试点项目。此项目的目标即为培养年轻学生们对量子技术的兴趣。然而,与量子研究的投入资金相比,本次的资助资金杯水车薪。




企业及学术伙伴关系



幸运的是,根据NSF发布的声明称,Q-12项目的成功不仅依赖于政府的资金,更依赖于与美国公司和学术领袖的合作,从而帮助创建量子研究的材料以及对初高中教师和学生的实践培训。


Q-12项目的合作伙伴包括:


亚马逊AWS

美国物理学会(APS)

波音公司

谷歌

国际商用机器公司(IBM)

美国电气和电子工程师协会(IEEE)

国际光学工程学会(SPIE)

洛克希德·马丁公司(LMT)

微软

Montana Instruments

美国光学学会

Rigetti Computing

伊利诺伊大学

芝加哥大学

Zapata Computing




较早接触科学能产生更持久的好奇心



据Harris Interactive研究显示,70% STEM学科(科学、技术、工程和数学)的大学生在高中或初中时就决定了自己的专业。Q-12项目为这些容易受到外界影响和启发的年级学生同其老师提供量子教育素材和课程计划,项目合作伙伴的科学家们也将在学校里担任客座教授。


美国Q-12量子教育项目面临严重赤字

图表来源Moor Insights & Strategy;数据来源Harris Interactive


由于这些年级的学生可能还不确定自己想学的方向和内容,所以Q-12项目的课程为他们提供有关量子科学的价值信息,帮助他们发现量子科学令人叹服的奥秘。并且,通过学习诸如量子纠缠和量子隐形传态等内容,能够让学生们产生持久的好奇心和兴趣。




从多维到专注



有非常多的科学和技术专家在很小的时候就从多个角度接触到了科学,这些经历塑造了他们的生活、扩大了他们的好奇心并最终引导他们走上了探索科学的道路。


量子计算软件公司Zapata Computing的CEO兼联合创始人Christopher Savoie博士就是一个非常好的例子。他拥有分子医学博士学位和法学学位,研究过医学、生物化学和计算机科学,并在这些领域都拥有专利。同时,他也是人工智能、大数据、信息安全和数据隐私等责任问题的法律专家。


Savoie博士解释了自己是如何通过早期的三次科学经验,促成了现在的工作:“让我对科学产生兴趣的第一件事是我在八岁那年拥有了一套化学装置。我用这个装置在后院把一些化学物质混合在一起,它们剧烈反应后产生的爆炸是我见过最酷的东西。而神奇的事情是,在我做过那么多有爆炸危险的实验后还能保住我的手指。能够清楚地看到大自然的运作模式真的是一件非常棒的事情。”


Savoie博士说,高中二年级是他对生物物理学和分子生物学产生浓厚兴趣的另外一个重要节点。“那还是在基因科技还在刚起步阶段的时候,当我选修了大学预修生物课程后,它带我打开了一个新世界的大门,我们可以通过操作这些系统来制造自然界外的新药物。但是我也不想放弃计算机科学,毕竟我从八岁就开始了编程的学习。最后,我在研究生阶段,将计算机科学应用于生物和化学的能力启发了我,并把我带到了今天充满科技的世界。”


资金不足以负担项目的落实



资金不足以负担项目的落实

Q-12是一个非常棒的项目,它拥有健全的理念、正确的目标和强大的伙伴关系。但是,国家科学基金会的网站显示,此项目三年间,每年只得到25万美元的资助。而根据国家教育统计中心(NCES)的数据,美国共有760万初中生和1500万高中生。这意味着,公立高中和初中生人均可分配到的金额大约为每年1美分。


Brookings Institute的一项研究指出,公立学校系统中50%的非洲裔美国学生就读于内陆城市的学校。并且,在芝加哥、达拉斯、底特律、休斯顿、洛杉矶和华盛顿,85%以上的公立学校学生都是少数族裔。


Q-12项目提倡提高落后社区的教育,并且增加在量子信息科学领域中经验较少的组织的参与度。然而,生活在高净值地区的学生们,往往比生活在内陆城市的孩子们有更多的机会、更早的年龄接触到量子科学。


我相信,比起郊区学校,贫民区的学校需要配置更多的资金,才能匹配到相同的机会来进行兴趣创造活动,而这绝对不止每年1美分


如何解决?



如何解?

只有一个办法可以弥补资金不足。我认为,白宫和国家科学基金会必须加大对该项目的投资力度,从每年25万美元增加到至少每年200万美元。


Q-12项目对青少年学生至关重要,对我们国家的未来更加重要。如果美国真的要参与全球竞争,那么我们就必须增加资金投入。Savoie博士说得非常好,“培训是一种变革,学习可以改变一个人的生活。而这就是我成功的秘诀。”


原文链接:

https://www.forbes.com/sites/moorinsights/2020/09/14/president-trumps-q-12-quantum-education-initiative-for-middle-and-high-school-students-is-seriously-underfunded/?ss=cloud#5d97acbb6bc9


-End-


1930年秋,第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开。早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了他的著名的思想实验——“光子盒”,公众号名称正源于此。

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
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