量子計(jì)算研究人才或成下一個(gè)大缺口

初創(chuàng)公司ZapataComputing的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官克里斯托弗·薩瓦（Christopher Savoie）表示，他向三位專(zhuān)攻量子計(jì)算的外國(guó)科學(xué)家提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，他在等他們的工作簽證獲得批準(zhǔn)。

但幾個(gè)月過(guò)去了，這家位于馬薩諸塞州的坎布里奇市的公司仍在等待國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)這三位來(lái)自歐洲和亞洲專(zhuān)家的簽證。

遲遲不獲批不論是受收緊的移民政策還是政府的繁文縟節(jié)所影響，薩瓦先生的困境都是美國(guó)企業(yè)和大學(xué)日益關(guān)注的典型問(wèn)題。除非政策和優(yōu)先級(jí)有所改變，否則他們將無(wú)法吸引人才去發(fā)展量子計(jì)算技術(shù)，該項(xiàng)強(qiáng)勁的計(jì)算技術(shù)一旦發(fā)展起來(lái)可能會(huì)讓當(dāng)今的計(jì)算機(jī)看起來(lái)像玩具。

這是一個(gè)在美國(guó)科技行業(yè)中被反復(fù)講述的故事。隨著企業(yè)不斷推出新技術(shù)，他們?cè)絹?lái)越發(fā)覺(jué)難以找到合格的工程師和研究人員。而且除了要面臨收緊的移民法規(guī)外，他們還要與蒙特利爾、倫敦、巴黎和北京等科技中心進(jìn)行人才競(jìng)爭(zhēng)。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)是一個(gè)特別棘手的問(wèn)題。因?yàn)閺睦碚撋现v，這些機(jī)器中的一臺(tái)就可以破解世界上保護(hù)各國(guó)政府和企業(yè)內(nèi)部敏感信息的加密技術(shù)。如果量子計(jì)算機(jī)能夠被制造出來(lái)，它的計(jì)算能力比起現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)將會(huì)有指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

上個(gè)月，白宮科技政策辦公室邀請(qǐng)了來(lái)自政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界的專(zhuān)家到華盛頓參加一個(gè)為期一天的量子技術(shù)政策會(huì)議。包括薩瓦在內(nèi)的一些與會(huì)者表示，他們擔(dān)心特朗普政府的移民政策可能會(huì)影響學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的量子研究。

“令人擔(dān)憂的是：美國(guó)仍然是科學(xué)，工程和技術(shù)領(lǐng)域最優(yōu)秀，最聰明人才的目的地嗎？”參加此次華盛頓會(huì)議的加州大學(xué)伯克利分校（University of California, Berkeley）物理學(xué)教授羅杰法爾·科恩（Roger Falcone）說(shuō)。

Zapata Computing在馬薩諸塞州的坎布里奇市的辦事處。初創(chuàng)公司在招聘合格的工程師和研究人員方面遇到麻煩，這種現(xiàn)象在試圖推出新技術(shù)的公司中越來(lái)越普遍。

當(dāng)沒(méi)有那么多人了解這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，就更加有問(wèn)題了。 例如，在一種稱(chēng)為深度學(xué)習(xí)的人工智能中，據(jù)估計(jì)，不到25,000人可被視為真正的專(zhuān)家。

而量子計(jì)算領(lǐng)域的人才池甚至更小。據(jù)說(shuō)，世界上不到一千人可以聲稱(chēng)在該領(lǐng)域進(jìn)行領(lǐng)先的研究。

美國(guó)物理學(xué)會(huì)的一項(xiàng)研究顯示，今年申請(qǐng)美國(guó)物理博士課程的國(guó)際學(xué)生人數(shù)平均下降了12％，沿海地區(qū)的大學(xué)學(xué)生人數(shù)保持不變，但中部地區(qū)有明顯的下降。

幾十年來(lái)，量子計(jì)算純粹是實(shí)驗(yàn)性的。該項(xiàng)技術(shù)于20世紀(jì)80年代初首次被提出來(lái)時(shí)，其目標(biāo)是建造一個(gè)基于看似神奇的量子力學(xué)原理的系統(tǒng)。在過(guò)去幾年中，科學(xué)家已經(jīng)證明，如果只是小規(guī)模的話，他們可以制造這些機(jī)器。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，晶體管以“比特”為單位存儲(chǔ)信息，每個(gè)比特是1或0。這些基本的數(shù)據(jù)片可以告訴計(jì)算機(jī)如何工作。

當(dāng)某些類(lèi)型的物質(zhì)極小或極冷時(shí)，它們的行為會(huì)有所不同。這種差異允許量子比特(qubit)存儲(chǔ)1和0的組合。兩個(gè)量子比特可以同時(shí)容納四個(gè)值。隨著量子比特?cái)?shù)量的增加，量子計(jì)算機(jī)的性能會(huì)有指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

建造這些系統(tǒng)的科學(xué)家專(zhuān)門(mén)研究那些非常微小或寒冷的物體的物理學(xué)，這與我們平常所接觸的物理學(xué)完全不同。

耶魯大學(xué)(Yale University)物理學(xué)教授史蒂文?吉文(Steven Girvin)表示:“知道如何做到這一點(diǎn)的人并不多，這些機(jī)器是由物理學(xué)博士們準(zhǔn)手工制造的?！?/p>

在過(guò)去幾年中，美國(guó)一些科技巨頭，以及越來(lái)越多的初創(chuàng)企業(yè)，都已經(jīng)開(kāi)始為商業(yè)客戶建造量子機(jī)器。 他們相信量子計(jì)算機(jī)超越現(xiàn)在計(jì)算機(jī)所能做的東西，只需要幾年的時(shí)間。

如果可以建造量子計(jì)算機(jī)，在性能方面，它比起現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)將有指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

Zapatacomputing去年成立，旨在將哈佛開(kāi)發(fā)的量子計(jì)算技術(shù)商業(yè)化。

由于這些機(jī)器最終可能會(huì)破解當(dāng)今的加密技術(shù)，一些人認(rèn)為有理由保持謹(jǐn)慎，因?yàn)榇罅客鈬?guó)人進(jìn)入這一領(lǐng)域。想方設(shè)法建立一個(gè)更大的美國(guó)本地人才池，可以解決這個(gè)敏感問(wèn)題。

華盛頓智庫(kù)新美國(guó)安全中心(Center for a New American Security)高級(jí)研究員保羅?沙雷(Paul Scharre)表示:“我們需要認(rèn)識(shí)到有學(xué)術(shù)和工業(yè)間諜活動(dòng)的可能性，解決辦法不是關(guān)閉國(guó)外人進(jìn)來(lái)的通道，而是找到更好地保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的方法?！?/p>

美國(guó)科技巨頭如谷歌、IBM、英特爾和微軟在量子計(jì)算領(lǐng)域發(fā)力加速前進(jìn)，中國(guó)和歐洲亦如此。中國(guó)政府正在合肥建設(shè)一個(gè)耗資100億美元的國(guó)家量子研究實(shí)驗(yàn)室，計(jì)劃于2020年投入使用。中國(guó)電子商務(wù)巨頭阿里巴巴也在建設(shè)自己的實(shí)驗(yàn)室。2016年，歐盟在量子計(jì)算領(lǐng)域投資10億歐元。

這些美國(guó)以外的技術(shù)競(jìng)賽能否超越美國(guó)并可能威脅到美國(guó)國(guó)家安全? 華盛頓智庫(kù)哈德遜研究所(Hudson Institute)高級(jí)研究員赫爾曼(Arthur Herman)表示:“如果你說(shuō)的是俄羅斯、中國(guó)或其他地方的量子計(jì)算機(jī)，那你就是在說(shuō)一種武器化技術(shù)?！?/p>

好消息是，到目前為止，還沒(méi)有人能夠制造出一種商業(yè)上可行的量子計(jì)算機(jī)，所以有時(shí)間解決人才問(wèn)題。國(guó)會(huì)議員和政府官員正在研究策略，以幫助確?？捎萌瞬诺脑鲩L(zhǎng)。

負(fù)責(zé)監(jiān)督科技政策辦公室(Office of Science and Technology Policy)量子戰(zhàn)略的資深量子研究員雅各布?泰勒(Jacob Taylor)淡化了對(duì)其他國(guó)家可能擊敗美國(guó)量子計(jì)算的擔(dān)憂，他表示：“我們長(zhǎng)期以來(lái)一直是這個(gè)世界的領(lǐng)導(dǎo)者，”

在人工智能研究領(lǐng)域，許多人擔(dān)心，在高薪、獎(jiǎng)金和股票期權(quán)的誘惑下，過(guò)多人才從學(xué)術(shù)界轉(zhuǎn)移到產(chǎn)業(yè)界。在量子領(lǐng)域，像泰勒博士這樣的政策制定者希望通過(guò)資助大學(xué)和政府實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

國(guó)會(huì)正在考慮一項(xiàng)議案，該議案將在2019年至2023年期間為量子研究撥款12.75億美元。這項(xiàng)名為《國(guó)家量子倡議法案》(National Quantum Initiative Act)的法案已在眾議院獲得通過(guò)，目前正在參議院等待全面投票。

“我認(rèn)為國(guó)家正處在量子信息系統(tǒng)的十字路口，” 專(zhuān)門(mén)研究量子計(jì)算，并與政府組織合作研究這項(xiàng)技術(shù)的伊利諾斯大學(xué)(University of Illinois)物理學(xué)教授布萊恩?德馬科(Brian DeMarco)說(shuō)：“我看到事情沒(méi)有進(jìn)展，平衡不太好，這影響了我們的競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>