来源:问天量子公众号
2020年3月3日,战略咨询委员会的量子旗舰计划成员向欧洲委员会正式提交了战略研究议程(SRA)文件。
SRA文件对量子旗舰计划在量子技术研究、创新和发展方面的愿景和目标进行了全面回顾,并给出该倡议在未来短期、中期和长期的观点和预期成果。
图片来源(参考文献1)
战略研究议程
SRA文件包括围绕量子通信、量子计算、量子模拟、量子传感和计量四个主要应用领域,为近期、中期和长期提供包含研究、创新、成就和预期目标的路线图。此外,这些应用领域都基于基础科学,它需要新颖的想法、工具、方法和过程作为支撑。这些都需要跨领域的配套支持,包括:工程和控制、软件和理论、教育和培训,还需要考虑包括创新、国际合作以及两性平等等多个方面。
图 战略研究议程(SRA)文件
提倡全欧推广覆盖高中教育、大学教育和产业工人培训的量子教育项目
(一) 现状
量子物理课程未在欧洲国家实现全覆盖,无法适应量子技术产业化发展趋势。
亟需在全欧推广量子教育项目,覆盖高中教育、大学教育和产业工人培训。
同时,为应对挑战,QCN(QuantumCommunity Network )已经在组建物理教育专家组以推进量子教育在欧洲的发展。一个聚集教育家、学术专家和产业代表的量子教育社会团体已经开始出现。
(二) 挑战
量子教育大面积推广中,最为急迫的挑战是,绝大多数学习者从未接触过量子物理(例如:工程,计算机科学和数学等)。现行量子物理教学课程都是基于20世纪的物理观念,无法满足上述群体的教学需求。亟需将量子物理课堂教育的重点向“概念性”和“直觉性”的方向转变。
也更需要把量子物理从处理微观物质的理论转变为技术应用架构和信息处理的语言范式。
(三) 计划
可以基于方面根据不同群体给出相应的解决方案:
1.高等教育
目标群体是量子科技方向的本科、研究生和博士生群体,其他方向包括物理学、数学、工程学、计算机科学和化学,以及这些方向的教师、科研工作者和行政决策者。
2.产业工人培训
主要任务是为产业工人建立现在量子科技的概念以及启蒙,并激发他们的潜力。主要对象是工业界的行政决策者(CEO、CTO等),以及亟需与第二次量子革命保持同步的产业工人。
3.高中教育
高中教育的两个目标,一是为所有公民建立基础的量子概念,二是为未来的量子科学家和工程师培养量子方面知识的读写能力。
(四)未来3年愿景
• 巩固大学、高中和量子产业量子教育的需求和挑战的现有基础,并制定如何满足这些需求的措施。
• 建立一个科学文献和教育研究、材料和资源库,记录和分类学习活动和方法,并列出欧洲量子技术教育的主要合作伙伴。
• 研究各层次量子技术课程的需求和可行性,提出了量子技术课程的描述和实例教材、教学方法和评价理念。
• 制定不同能力水平的量子技术能力标准。由于量子工程是一门新兴学科,所以对所要获得的能力没有普遍接受的定义。量子能力框架(QCF)将以欧洲数字能力框架(DigComp)为例进行建模。进行经验评估,并作为新开发的指南教育计划。
• 搭建网络平台,在量子技术研究界、教育研究界、量子技术产业、教育主管部门和其他关键合作伙伴之间建立定期的国内和国际会议。
• 为科学家和工程师开发量子技术和量子工程硕士学位的试点项目,并在每个欧盟国家的公司对来自不同背景(物理学家、工程师、计算机科学家)的学生进行培训。
• 为量子科学和相关领域的科学家开发博士/早期博士后级别的暑期学校试点项目,包括理论讲座和实践。
• 具体解决欧洲尚未拥有强大量子技术研究社区和产业的成员国和联系国的需求:
–使用最新的在线和虚拟培训技术,开发和评估免费在线访问的正式和非正式优质学习资源(如MOOC、Jupyter笔记本/实验室、虚拟量子实验室、游戏化、量子技术演示、应用程序…)。
–根据量子技术和物理教育的最新研究成果,通过开发实验室实验,提供可重复性和低成本可扩展的实践学习体验。
–制定交流计划(如成本行动、Erasmus Mundus+、流动补助金……),以培养本地专业知识,支持大学和高中教育(教师和学生)的区域教育集群,以及工作轮换计划和向学术界借调现有劳动力,以获得独特的量子技术基础设施和扩大他们的知识库。
–为高中生设立联合暑期学校,包括欧洲不同大学的量子物理实验室。–制定并实施量子教育的强化培训计划(例如,夏季/冬季学校)面向大学生、博士生和行业劳动力。
• 通过短期、即时的行动,展示量子技术的社会效益,提高欧洲所有成员国对量子技术的认识(例如,通过量子技术的公共实验或在传统和社交媒体上的存在)。
(五)未来6-10年愿景
• 在选定的成员国为(i)大学和(ii)高中教育水平和(iii)量子产业实施正式和非正式量子技术学习改革方法的试点方案,包括:
—基于经验评估的QCF标准的量子技术证书系统。
—泛欧推出量子工程跨学科量子技术硕士课程,根据试点项目的评估结果,包括领导力、工业和创业技能培训
• 建立自我维持的泛欧洲量子技术教育计划。
• 为(i)大学和(ii)高中教育水平和(iii)量子产业实施创新性研究课程,将:
—包括前沿科学和现实科学挑战。
—建立在量子科学和技术的正式、严格教育和概念性、直觉性学习方法的结合之上,包括游戏化和基于虚拟现实方法的方法。
—将学校活动和课外活动纳入国家计划(如展览、科学节、学生实验室等)。
—在教师教育的实际教学情境中进行测试和评估。
• 基于概念和直觉理解的中学和教师教育方法,包括基于研究的量子课程建议和经验评价中学教学策略与教师教育。
• 为来自不同地区的学生提供联合国际研究生院,让学生有机会积累国际经验(Marie Skłodowska-Curie ITN/ETN)。
• 针对高中生的大学活动(量子硕士课程)通过教育咨询委员会、工作跟踪、灰色文献/简报/建议等方式,让决策者参与。
• 系统地向中小企业提供网络平台和定期国际会议。
• 超越所有措施的支持,在内部(如性别、种族)、外部(如父母地位、工作经验)和组织层面(如工作地点、资历)的多样性方面解决包容性问题。
• 初级教育建议,为中级量子技术教育做准备。
对量子技术给社会带来的好处的认识达到令人满意的水平。
参考文献
https://qt.eu/newsroom/the-quantum-flagship-officially-presents-the-strategic-research-agenda-to-the-european-commission/
关于问天
安徽问天量子科技股份有限公司是我国首家从事量子信息技术产业化的高新技术企业,公司依托中国科学院量子信息重点实验室的强大科研力量,致力于为国家和社会提供更加有效的信息安全保障。
2018年,公司在合肥全资设立合肥量芯科技有限公司,专注于量子信息教育教学以及科学普及产品研发,致力于量子信息教育的推广普及,为国家在第二次量子革命时代下的竞争培养人才,提高大众科学素养。公司近期推出了“量子信息教育创新平台”系列产品(http://www.qasky.com/info.asp?base_id=2&second_id=2006)。
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