量子计算面临人才短缺挑战，各国如何应对？

Original 光子盒研究院光子盒 2021-12-15

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光子盒研究院出品

增加量子比特数和改进纠错已经足够困难了。然而量子计算公司发现，最大的挑战之一可能是找到合适的人来做这件事。

系统架构师、软件工程师、数据分析师——乍一看，量子计算领域的热门工作与我们已经熟悉的技术角色并没有什么不同。但是，为了填补量子领域的新兴机会，即使是将经典计算机最专业的知识转移到量子世界中也无济于事。

量子计算机与我们每天都知道和使用的经典设备有着根本的不同。量子计算机不依赖于比特，而是利用复杂的量子物理学定律来创建能够以指数方式更快地进行计算的“量子比特”。

因此，构建、编程和维护量子计算机是一种完全不同的范式。它需要了解量子物理学以及如何将问题映射到量子空间——包括编程语言、架构、工作流程和软件，所有这些都特定于量子计算。

事实证明，找到拥有多项专业知识和技能的员工变得越来越困难。

“找到具有合适技能的人才是最大的挑战，”剑桥量子计算(CQC)公司的量子软件负责人Ross Duncan表示，“在我们雇佣的人中，一进门就准备好了，这种情况只发生过几次。”

作为一家专注于创建量子软件的公司，CQC通常会寻找既能掌握理论量子计算又能胜任软件开发的候选人。

这个问题不仅局限于量子软件业务。例如，一家从事量子超导硬件的公司可能需要有人来建造冷却系统处理器的基础设施，这不仅需要量子物理学和低温学方面的专业知识和技能，还需要计算机科学技能来进行测试和试验。

换句话说，量子计算公司需要具有跨学科技能的量子员工：除了有量子物理学背景外，还必须具备数据分析、工程、建模或编程等方面的经验。

这种专业化水平并不常见，主要存在于博士阶段。但问题是，没有足够的博士毕业生。IBM 量子教育主管 Abe Asfaw表示：“博士的培养速度远低于当今行业的需求，因此我们看到在该领域招聘新博士的竞争非常激烈。”

IBM研究人员正在调试量子计算云平台

据BCG预测，在未来15到30年内，量子计算可能创造4500亿到8500亿美元的价值。据Gartner预测，到2023年，多达 20% 的组织可能会为量子计算制定预算，高于 2018 年的 1%。

随着行业规模的扩大，对合格员工的需求也越来越多，但博士级的量子候选人并不是一夜之间产生的。

“我猜想，英国每年可能有几十名博士生专门研究与我们正在做的事情相关的主题，我自己就可以全部雇佣他们，”Duncan说。“短期来看，情况会变得越来越糟，因为我们没有能力启动一大批全新的博士项目。”

长期解决方案非常明显：需要改革教育计划，将企业所需的跨学科门槛降低到本科。

这是业界和学界的专家多年来一直在考虑的问题。2019 年，来自美国和欧洲的50位量子专家聚集在加州大学讨论这个问题，并起草了一份关于量子信息科学与工程(QISE)教育项目现状的报告。报告中强调的主要缺点是高等教育学位与行业要求不一致。

对于像CQC这样的公司，这些要求主要是技术性的。Duncan提到了在线学习和专业培训的可能性，同时新工具不断涌现，例如 IBM 的第一个量子开发人员认证，以帮助学习者从头开始。

但是，除了需要知道如何构建和操作量子计算机的员工之外，该行业现在也在扩展，包括那些没有从事量子业务但仍然有兴趣了解该技术可以做什么来改善他们的商业模式的组织。因此，这里也存在一些人才缺口，需要填补。

目前，许多企业正在尝试量子计算，以了解他们如何从中获取价值或有价值的知识，他们需要对商业和他们试图解决的问题类型有深刻的理解，而这些问题是经典计算机无法解决的。

与此同时，他们需要精通量子技术，了解正在开发的量子系统以及它们的成熟程度。这些公司需要同时了解量子和商业。

例如，了解量子如何提高银行效率可能需要具备一定金融知识的候选人。一家研究量子计算机的材料设计公司可能需要一名化学家。粒子物理学的基本知识有助于了解量子技术是否有助于发现自然的基本规律。

这种困境可以在大学层面解决，以双专业的形式将量子与其他专业相结合——但公司可能也不得不自己承担起尽早培养人才以确保员工了解他们的具体业务问题，以及如何用量子计算来回答这些问题。

一些更具前瞻性的公司似乎已经明白了利害关系。例如，银行业巨头摩根大通长期以来一直在研究量子计算在金融应用方面的潜力，它创建了一个暑期实习项目，旨在为攻读硕士或博士学位的学生提供实习机会。

职位要求包括计算机科学、数学、工程或科学学位，以及量子计算算法和应用方面的经验；成功的候选人有机会在研究上进行合作，为内部团队面临的问题开发量子解决方案。表现最好的候选人可以在该公司得到一份全职工作。

对于像摩根大通这样的巨头来说，这种策略很可能会带来回报。员工从早期就接受过培训，了解如何根据公司的需求定制量子计算。然而，对于较小的公司来说，争夺量子人才可能成为一个生死攸关的问题。

以色列公司Quantum Machines首席执行官Itamar Sivan 说：“几年前，到处招聘都很容易，但是随着行业的发展，学术界已经跟不上了。例如，在美国有很多跨国公司和大量的初创企业，每个人都把头伸向同一个人才库中，因此在美国寻找量子人才现在很困难，预计未来几年情况也不会缓解。”

人才缺口，也是影响中国量子信息科学发展的主要障碍之一。

2018年，纽约时报曾报道“全球真正的量子计算科研人员不过寥寥千人”。

在去年5月的清华大学AI Time论坛上，中科院计算所的孙晓明研究员介绍了量子计算人才的培养与储备。目前量子计算领域的研究者还很少，人员的数量级大致只在千级规模，其中物理背景的研究者占到三分之二以上，还需要很多计算机背景的研究者参与。

Quantum computing report曾经做过一个调查，他们发现2016年6月至2018年7月期间公开发布的量子计算职位空缺增加了六倍。2016年6月1日职位空缺只有35个，截至2019年12月，这一数字已跃升至283个。

2020年初，英国量子公司Quantum Motion预计，“在未来18个月内，该行业还需要150-200名量子工程师。相比之下，布里斯托大学的博士培训中心每年培养大约10名合格的工程师。”

根据Quantum computing report统计，近期全球范围内招聘量子计算相关职位有464个，此外还有31家研究机构和高校正在招聘博士后。

在领英上检索发现，与关键词“quantum information”(量子信息)相关的有13.3万人，与关键词“quantum computing”(量子计算)相关的有7.3万人。但在检索中文“量子信息”时，只有946人与之相关，与“量子计算”相关的也只有389人，其中还不乏一些行政人员。

因此，可以粗略地看出，中国在量子人才数量方面落后于欧美。

实际上，国家层面已经意识到了量子信息人才的短缺，在去年10月的中共中央政治局集体学习会议上强调，“要统筹量子科技领域人才、基地、项目，实现全要素一体化配置，加快推进量子科技重大项目实施。”

今年教育部专业设置和调整工作，中科大第一次申报新增设“量子信息科学”本科专业就成功获批，体现了高层对量子信息科学发展前所未有的重视。

5月4日，清华大学也成立了量子信息班，由图灵奖获得者、中国科学院院士姚期智担任首席教授。这是清华首个量子信息方向的本科人才培养项目，也是继计算机科学实验班(姚班)、人工智能班(智班)之后，姚期智创办的第三个拔尖创新人才培养项目。

目前，总投入1000亿元的量子信息科学国家实验室正在如火如荼地建设。随着国家在量子信息科学领域的投资越来越大，加快量子人才培养已经刻不容缓。

参考链接：

[1]https://www.zdnet.com/article/quantum-computings-next-challenge-finding-quantum-developers-and-fast/

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/T0GE8Xuj6oHn2I_k740kVw

—End—

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