在人工智能之后，量子計(jì)算有望成為接替經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)算力躍遷的重要手段。目前包括美國(guó)、中國(guó)、俄羅斯和歐洲的國(guó)家都紛紛在人才、政策和基礎(chǔ)設(shè)施方面布局，搶占人才制高點(diǎn)。本文講述了美國(guó)國(guó)內(nèi)目前對(duì)于量子計(jì)算人才的態(tài)度和政策趨勢(shì)，進(jìn)而可折射出量子計(jì)算的未來(lái)發(fā)展道路。智能時(shí)代、量子時(shí)代，人才的重要性不言而喻，如何為人才流動(dòng)創(chuàng)造最好的條件、成為吸引全世界一流人才的首選，是國(guó)家各方面需要積極面對(duì)和重視的重要課題。

初創(chuàng)公司Zapata的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官克里斯托弗·薩瓦（Christopher Savoie）表示，他曾為三位專攻量子計(jì)算的外國(guó)科學(xué)家提供就業(yè)機(jī)會(huì)。他還在等待他們的簽證獲得批準(zhǔn)。

一家名為Zapata的初創(chuàng)公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官克里斯托弗·薩瓦（Christopher Savoie）今年向三位專注于量子計(jì)算等日益重要的技術(shù)的科學(xué)家提供了就業(yè)機(jī)會(huì)。他們接受了薩瓦的邀請(qǐng)。幾個(gè)月后，位于馬薩諸塞州劍橋市的這家公司仍在等待政府相關(guān)部門批準(zhǔn)專家簽證。這三位專家都是外國(guó)人，出生在歐洲和亞洲。無(wú)論簽證的延遲是由于更嚴(yán)格的移民政策還是官僚主義的繁文縟節(jié)，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)先事項(xiàng)發(fā)生變化，否則他們將無(wú)法吸引建立量子技術(shù)所需的人才。

這是一個(gè)在美國(guó)科技行業(yè)中被反復(fù)講述的故事。隨著公司投入新技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)更難找到合格的工程師和研究人員。對(duì)于在海外出生的技術(shù)專家，這些公司也面臨著更加嚴(yán)格的移民法規(guī)，并與蒙特利爾、倫敦、巴黎和北京等科技中心相互競(jìng)爭(zhēng)。

國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)是量子計(jì)算中一個(gè)特別棘手的問(wèn)題，因?yàn)槠渲幸慌_(tái)機(jī)器（在理論上）可以破解保護(hù)全球政府和企業(yè)內(nèi)部的敏感信息的加密程序。如果可以構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)，它將比現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)更為強(qiáng)大。上個(gè)月，白宮科技政策辦公室邀請(qǐng)政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的專家前往華盛頓參加為期一天的專門討論量子技術(shù)的政策會(huì)議。包括薩瓦先生在內(nèi)的幾位與會(huì)者非常擔(dān)憂特朗普政府的移民政策可能會(huì)影響到學(xué)術(shù)界和企業(yè)的量子研究。

“我們關(guān)注的是：我們?nèi)允强茖W(xué)、工程和技術(shù)領(lǐng)域最優(yōu)秀、最聰明人才的所向往的目的地嗎？”加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)教授羅杰·法爾科內(nèi)（Roger Falcone）在華盛頓參加了這次會(huì)議。

Zapata公司位于馬薩諸塞州劍橋市的辦事處。在招聘合格工程師和研究人員的過(guò)程中面臨困難，這在試圖推廣新技術(shù)的初創(chuàng)公司中愈發(fā)常見(jiàn)。圖片來(lái)源：Credit

當(dāng)沒(méi)有那么多人了解這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，這是一個(gè)更大的問(wèn)題。例如，在稱為深度學(xué)習(xí)的人工智能中，據(jù)估計(jì)只有不到25,000人可被視為該領(lǐng)域真正的專家。量子計(jì)算中的勞動(dòng)力資源甚至更小。據(jù)稱，在世界范圍內(nèi)，能在該領(lǐng)域進(jìn)行領(lǐng)先研究的研究者不足1000人。根據(jù)美國(guó)物理學(xué)會(huì)的一項(xiàng)研究，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％。研究表明，沿海地區(qū)的大學(xué)保持了其申請(qǐng)人數(shù)，但這一數(shù)字在該國(guó)中部地區(qū)的下降顯而易見(jiàn)。

幾十年來(lái)，量子計(jì)算純粹是實(shí)驗(yàn)性的。當(dāng)它在20世紀(jì)80年代初首次提出時(shí)，其目標(biāo)是建立一個(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，如果規(guī)模較小的話，他們可以制造這些機(jī)器。對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，晶體管存儲(chǔ)信息的“位”，每個(gè)位是1或0。這些是告訴計(jì)算機(jī)做什么的基本數(shù)據(jù)片。當(dāng)某些類型的物質(zhì)極小或極冷時(shí)，它們的行為會(huì)有所不同。這種差異允許量子位存儲(chǔ)1和0的組合。兩個(gè)量子位可以一次保持4個(gè)值。隨著量子位數(shù)的增加，量子計(jì)算機(jī)的也變得越發(fā)強(qiáng)大。

構(gòu)建這些系統(tǒng)的科學(xué)家專注于那些極小或極冷的系統(tǒng)的物理學(xué)，這與我們?nèi)粘Ｋ?jīng)歷的物理學(xué)完全不同。耶魯大學(xué)物理學(xué)教授史蒂文·吉爾文（Steven Girvin）說(shuō)：“沒(méi)有太多人知道如何做到這一點(diǎn)。這些機(jī)器是由物理學(xué)博士構(gòu)建的。”在過(guò)去幾年中，該國(guó)一些最大的科技公司，以及越來(lái)越多的初創(chuàng)企業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始為商業(yè)客戶建造量子機(jī)器。他們認(rèn)為，研發(fā)出能夠超越計(jì)算機(jī)現(xiàn)有功能的量子計(jì)算機(jī)還需要幾年的時(shí)間。

如果可以構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)，它將比現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大。Zapata成立于去年，旨在將哈佛大學(xué)開(kāi)發(fā)的量子計(jì)算技術(shù)商業(yè)化。

因?yàn)檫@些機(jī)器最終可能破解今天的加密程序，一些人認(rèn)為我們要格外小心，因?yàn)榇罅康耐饧耸窟M(jìn)入該領(lǐng)域，并想方設(shè)法建立由美國(guó)人組成的人才庫(kù)以處理敏感的工程。華盛頓智庫(kù)新美國(guó)安全中心的高級(jí)研究員保羅·沙爾（Paul Scharre）認(rèn)為，“我們需要認(rèn)識(shí)到學(xué)術(shù)和工業(yè)間諜活動(dòng)的可能性。答案不是要關(guān)閉海外人員流動(dòng)，而是要找到保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)更好的方法?！?/p>

隨著谷歌、IBM、英特爾和微軟等美國(guó)科技巨頭加速量子計(jì)算的努力，中國(guó)和歐洲的工作也在加快。中國(guó)政府正在合肥建立一個(gè)價(jià)值為100億美元的量子研究實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室將于2020年開(kāi)放，中國(guó)電子商務(wù)巨頭阿里巴巴正在建設(shè)自己的實(shí)驗(yàn)室。2016年，歐盟在量子計(jì)算方面投入了10億歐元，約合12億美元。

這些努力能否超越美國(guó)的進(jìn)步并可能威脅到國(guó)家安全？華盛頓智庫(kù)哈德森研究所的高級(jí)研究員亞瑟·赫爾曼（Arthur Herman）說(shuō)：“如果你在談?wù)摱砹_斯或中國(guó)或其他任何地方的量子計(jì)算機(jī)，那你就是在談?wù)撐淦骰夹g(shù)?！?/p>

中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里巴巴與中科院合作的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室

好消息是到目前為止還沒(méi)有人能夠構(gòu)建商業(yè)上可行的量子計(jì)算機(jī)，所以，我們有時(shí)間來(lái)解決人才問(wèn)題。立法者和政府官員正在探索有助于確?？捎萌瞬刨Y源的不斷發(fā)展的戰(zhàn)略。

在人工智能研究中，許多人擔(dān)心過(guò)多的人才從學(xué)術(shù)界轉(zhuǎn)移到工業(yè)界，被高工資、獎(jiǎng)金和股票期權(quán)所吸引。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。美國(guó)國(guó)會(huì)正在考慮一項(xiàng)法案，該法案將從2019年到2023年為量子研究撥款12.75億美元。該法案，即國(guó)家量子倡議法案，已獲得眾議院批準(zhǔn)，正在等待參議院的全面投票。

伊利諾伊大學(xué)物理學(xué)教授布萊恩·德馬科（Brian DeMarco）專門研究量子計(jì)算，并與政府組織合作研究這項(xiàng)技術(shù)。 我認(rèn)為這個(gè)國(guó)家（美國(guó)）處于量子信息系統(tǒng)的十字路口，我可以看到事情還未成功，這個(gè)過(guò)程中的平衡也不太好，這也破壞了我們競(jìng)爭(zhēng)的能力。”

由此可見(jiàn)，量子計(jì)算受到了致力于發(fā)展科學(xué)技術(shù)的國(guó)家的關(guān)注，在面臨機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著挑戰(zhàn)。