一、 量子技術(shù)主要領(lǐng)域路線圖
量子技術(shù)路線圖主要由23位歐洲核子中心成員國(guó)的國(guó)際專家共同打造,圍繞量子技術(shù)的四個(gè)主要領(lǐng)域:量子計(jì)算和算法,量子理論與模擬,量子傳感、計(jì)量和材料,量子通信與網(wǎng)絡(luò),旨在實(shí)現(xiàn)四個(gè)頂層戰(zhàn)略目標(biāo):實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和能力建設(shè)(T1),實(shí)現(xiàn)學(xué)界和工業(yè)界共同發(fā)展(T2),實(shí)現(xiàn)量子研究社區(qū)建設(shè)(T3),實(shí)現(xiàn)與各國(guó)計(jì)劃和項(xiàng)目的銜接(T4)。為了實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)頂層戰(zhàn)略目標(biāo),CERN發(fā)布了詳細(xì)的中長(zhǎng)期實(shí)施路線圖,詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)下表1。
二、 具體行動(dòng)舉措
(1)構(gòu)建多層級(jí)治理架構(gòu)
CERN針對(duì)量子技術(shù)計(jì)劃構(gòu)建了“戰(zhàn)略-協(xié)同-研發(fā)-能力建設(shè)”多層級(jí)治理架構(gòu),旨在最大限度地將自下而上的參與式創(chuàng)新與自上而下的戰(zhàn)略性指導(dǎo)結(jié)合起來(lái)。處于協(xié)調(diào)層的CERN QTI專家協(xié)調(diào)小組根據(jù)量子技術(shù)倡議管理確定優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和合作項(xiàng)目,并向CERN管理層匯報(bào)。其中,CERN專家協(xié)調(diào)小組由技術(shù)、法律、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)成員組成。CERN根據(jù)共同確定的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域通過(guò)學(xué)術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)合作等開(kāi)展聯(lián)合項(xiàng)目提升知識(shí)和能力層建設(shè)。這些聯(lián)合項(xiàng)目主要分布在CERN的不同部門和實(shí)驗(yàn)中心,由相關(guān)領(lǐng)域的博士和博士后參與。處于戰(zhàn)略層的高能物理領(lǐng)域咨詢委員會(huì)和CERN成員國(guó)專家則對(duì)整個(gè)量子計(jì)劃負(fù)有監(jiān)督職責(zé)。
(2)搭建分布式異構(gòu)平臺(tái)
獲取量子計(jì)算和量子計(jì)算模擬資源對(duì)支持CERN QTI與高能物理社區(qū)開(kāi)展聯(lián)合項(xiàng)目尤其重要。作為量子能力建設(shè)目標(biāo)(T1)的一部分,CERN初步構(gòu)建了由經(jīng)典加速硬件、專用量子計(jì)算模擬器和量子計(jì)算云服務(wù)組成的分布式異構(gòu)平臺(tái),為研究人員提供了一個(gè)易于訪問(wèn)的分布式基礎(chǔ)設(shè)施。其中,經(jīng)典加速硬件、專用量子計(jì)算模擬器托管在CERN,可以通過(guò)筆記本電腦的標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行訪問(wèn)。CERN作為協(xié)作中心的角色,可以允許其他機(jī)構(gòu)進(jìn)入到合作平臺(tái)參與聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目。
(3)加強(qiáng)教育、培訓(xùn)和知識(shí)共享
量子技術(shù)人才的培養(yǎng)需要扎實(shí)的基礎(chǔ)教育和培訓(xùn)計(jì)劃作為支撐,因此CERN QTI一是與專業(yè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)合作,將研發(fā)項(xiàng)目作為博士級(jí)項(xiàng)目實(shí)施,為CERN和活躍于量子技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)創(chuàng)造協(xié)同發(fā)展機(jī)會(huì),共同創(chuàng)造未來(lái)的知識(shí)和技能;二是設(shè)置交流計(jì)劃,允許研究人員以科學(xué)助理或者訪問(wèn)教授的身份加入到CERN研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流互動(dòng),構(gòu)建跨機(jī)構(gòu)知識(shí)共享管理機(jī)制;三是加強(qiáng)行業(yè)培訓(xùn)計(jì)劃,CERN通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃(Openlab)與學(xué)術(shù)或行業(yè)合作伙伴共同舉辦培訓(xùn)活動(dòng),夯實(shí)量子技術(shù)的基礎(chǔ)能力層。例如,CERN與奧維耶多大學(xué)于2020年11月和12月共同舉辦了量子計(jì)算的培訓(xùn)課程,展示了世界各地對(duì)量子計(jì)算研究的項(xiàng)目,據(jù)統(tǒng)計(jì)有1500多名線下觀眾和14000多名的線上觀眾參加。四是探索現(xiàn)代化、互動(dòng)化的教學(xué)形式作為補(bǔ)充方式。例如,芬蘭的QPlayLear計(jì)劃,基于多媒體、游戲化的學(xué)習(xí)方式為高中生等特定群體設(shè)計(jì)個(gè)性化的量子課程,讓學(xué)生較早接觸前沿領(lǐng)域并激發(fā)學(xué)生興趣。
(4)深化多維合作
CERN在量子領(lǐng)域的核心地位以及作為國(guó)際多學(xué)科科學(xué)研究中心的特殊地位,將通過(guò)不斷加強(qiáng)合作促進(jìn)跨社區(qū)的知識(shí)進(jìn)步和共享,促進(jìn)量子技術(shù)在科學(xué)社會(huì)的應(yīng)用。主要體現(xiàn)在:一是加強(qiáng)CERN范圍內(nèi)的合作,不同部門結(jié)合自身?xiàng)l件采取不同的方式,例如信息技術(shù)部通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃,理論部通過(guò)舉辦專題研討會(huì)等形式擴(kuò)大內(nèi)部社區(qū)共享;二是加強(qiáng)與CERN成員國(guó)的合作,將逐步擴(kuò)大量子計(jì)劃討論和合作的范圍,確保成員國(guó)都能公平參與所有倡議和計(jì)劃;三是加強(qiáng)與歐洲層面相關(guān)計(jì)劃的合作,例如歐洲研究區(qū)量子項(xiàng)目(QuantERA)等;四是加強(qiáng)國(guó)際合作,針對(duì)美國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在量子領(lǐng)域的不同優(yōu)勢(shì),不斷擴(kuò)大國(guó)際社區(qū);五是加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合作,將與已經(jīng)制定了量子計(jì)算機(jī)未來(lái)研發(fā)計(jì)劃的IBM、谷歌等公司加強(qiáng)合作,共同致力于量子技術(shù)的知識(shí)轉(zhuǎn)移。
三、對(duì)我國(guó)的啟示
量子技術(shù)已經(jīng)成為世界主要國(guó)家戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)領(lǐng)域。歐盟核子研究中心在量子技術(shù)布局中長(zhǎng)期路線圖的做法為我國(guó)提供了很好的借鑒與參考。
(1)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),制定量子技術(shù)路線圖和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。一方面,要構(gòu)建國(guó)家層面的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略計(jì)劃,詳細(xì)部署未來(lái)5-10年的技術(shù)發(fā)展路線圖,并逐期進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,以適應(yīng)長(zhǎng)期發(fā)展需求;另一方面,要組建量子技術(shù)專家咨詢委員會(huì),形成有利于前沿技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)的治理架構(gòu),加速形成跨組織跨區(qū)域跨學(xué)科的前沿技術(shù)共同體。
(2)夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ),加快關(guān)鍵核心技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)建設(shè)。一方面,要推進(jìn)量子信息領(lǐng)域共建共享共用基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)建設(shè);另一方面,要依托優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新力量聚焦量子計(jì)算與算法、量子理論與模擬、量子通信與網(wǎng)絡(luò)等核心領(lǐng)域開(kāi)展基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)研究。
(3)注重人才培育,激發(fā)未來(lái)發(fā)展?jié)摿Α3伺囵B(yǎng)造就一批具有全球視野和國(guó)際水平的戰(zhàn)略科技人才、科技領(lǐng)軍人才、青年科技人才之外,同時(shí)也要注重行業(yè)培訓(xùn)和面向青少年的科學(xué)啟迪教育,扎實(shí)做好新興產(chǎn)業(yè)人才的全生命周期培育。
(4)拓展多維合作,共建量子技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)。不僅要加強(qiáng)組織內(nèi)部的知識(shí)交流與創(chuàng)造,而且要加強(qiáng)組織外部尤其是在該領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的國(guó)際交流合作,集聚高質(zhì)量研究力量,共建新興技術(shù)發(fā)展生態(tài)。