当量子计算成为国家战略,一个现实问题摆在了台面上:人才从哪里来?
截至2025年底,全国仅有17所高校开设了量子信息科学本科专业。即便算上那些在物理、计算机等学科中开设量子相关课程的高校,能够系统培养量子计算人才的院校数量仍然屈指可数。
而在另一端,全球量子计算市场规模正在快速扩张。招商证券预测,到2035年全球量子计算产业规模有望从2024年的50亿美元增长至8000亿美元。人才供需之间的剪刀差,正在成为一个不容忽视的产业瓶颈。
带着这个问题,我们在香港科学园专访了“量子产业第一人”、香港灵光量子创始人郑韶辉博士。这位在量子领域摸爬滚打近二十年的老兵,对量子教育的现状和出路有着自己的一套思考。
图为郑韶辉博士此前接受香港《文汇报》量子科技专题报道时,多次提及关于分层科普教育的建议
“懂原理”和“会动手”是两回事
“现在很多高校在开量子计算的课,这是个好现象。”郑韶辉博士开门见山地说,“但你去看看这些课是怎么上的——大部分还是老师讲黑板、学生记公式。真正摸过量子计算机的学生,少之又少。”
他认为,量子计算教育与普通计算机科学教育有一个根本区别:量子力学的原理本身就违反直觉,光靠书本和公式很难真正建立起“量子思维”。叠加、纠缠、测量坍缩——这些概念在黑板上是一串符号,但学生真正需要的是“亲手让一个量子比特叠加起来,再让它坍缩下去”的直观体验。
“这就好比学游泳,”他打了个比方,“你可以在岸上把游泳的动作要领讲得再清楚,学生不下水还是不会游。量子计算也是一样,你不上手操作,就永远停留在纸上谈兵。”
然而现实是,真正能让学生动手操作的量子计算设备,价格不菲,维护困难,大多数高校望而却步。传统量子计算机重达一吨、售价数百万美元,一般大学和科研机构根本用不起。郑韶辉注意到,这个矛盾正在催生一个新的市场——科教机。“从本质上看,科教机的核心功能不是追求算力,而是降低学习门槛。它不需要几百万个量子比特,几十个、甚至几个比特就够教学用了。关键是稳定、好操作、学生能看得见摸得着。”
他透露,灵光量子团队已经在光量子路线上自主研发了科教机产品。“我们不是临时起意去追这个风口。灵光量子一直专注于光量子计算,从芯片集成到光路小型化都有技术积累。把产业级的技术下放到教学级,是我们顺理成章能做的事情。”这台光量子科教机集成了量子光源、光量子芯片和单光子探测模块,能够让学生直观地操作光量子实验,理解量子态制备、量子门操作等核心概念。
“教学用”和“科研用”的混为一谈
在郑韶辉看来,当前量子教育领域存在一个普遍的误区——把“教学用”和“科研用”的设备混为一谈。
“很多高校采购设备的时候,上来就问‘这个机器多少比特?’‘有没有达到量子优越性?’”他摇了摇头,“但他们没想清楚,教本科生量子门操作,根本不需要几百个比特。这就好比你要教小学生算加减乘除,非要买一台超级计算机回来——当然也不是不能用,但没必要。”
他指出,正是这种认知偏差,导致了量子教育领域“设备投入大、教学效果差”的困境。一方面,高校花大价钱购买了高性能的量子计算设备,但因为操作复杂、维护成本高,真正用在教学上的机会寥寥无几;另一方面,大量中等院校和普通高校的学生,连最基本的上手体验都没有。
“这个问题的根源在于,我们的量子教育体系还没有形成分层逻辑。”郑韶辉说。他主张,量子计算教育应当像数学教育一样,分阶段、分层级推进——小学阶段是概念启蒙,中学阶段是兴趣培养和基础操作体验,大学阶段才是专业能力的系统训练。
“每一层需要的设备是不一样的。”他强调,“中学用一台简单的桌面教学机就够了,能演示量子态制备、基础门操作就行。到了大学专业教学,才需要更复杂的系统和更丰富的实验模块。不同阶段的教育目标不同,对应的设备配置也应该不同。”
他特别提到,灵光量子研发的光量子科教机在设计之初就考虑了这种分层需求。“我们在软件层面做了模块化设计,从基础演示到进阶实验都可以按需配置。一台机器可以服务于不同层次的教学目标,而不是买回来只能做固定几个实验。”
从“做得到”到“用得起”再到“教得好”
作为“量子产业第一人”,郑韶辉博士对科教机市场的判断,与他过往的产业投资经验一脉相承。
早在2009年投资国盾量子时,他就对“产业化门槛”有着深刻的体会——“那时候量子通信设备也很贵,一套几百万,谁会买?后来通过工程化、小型化、低成本化,才逐步打开了市场。”在他看来,科教机的演进路径与此类似,核心是解决三个递进的问题:先解决“做得到”,再解决“用得起”,最后解决“教得好”。
“现在‘做得到’已经不是问题了,国内已经有企业能做桌面级量子计算机了,灵光量子也拿出了自己的光量子科教机。”郑韶辉博士说,“但‘用得起’和‘教得好’,还有很多功课要做。”
他算了一笔账:全国有约3000所高校,即便只有10%的学校开设量子计算相关课程,按每台教学机几十万元的单价计算,这个市场就已经相当可观。如果再把中学阶段的科普教育算进去,市场空间就更大了。据市场研究机构统计,2024年全球量子教学机市场规模约6.9亿元,预计到2031年将接近17.2亿元。
“但光有设备还不够。”郑韶辉话锋一转,“教得好”才是真正的考验。“你给学校一台机器,没有配套的课程体系、没有能教这门课的老师,机器放在那里也是吃灰。”
这正是当前量子教育领域的真实痛点。据相关调研,量子计算教学普遍面临“师资力量不足”、“教学资源分散”、“一体化培养体系缺失”等问题。相比“双一流”高校,大量省属院校和职业院校在量子教育方面的师资和资源更加匮乏。
郑韶辉博士建议,解决这一问题需要多方协同——设备商不能只卖机器,还要提供配套课程和师资培训;高校之间应当资源共享、经验互通;政府部门则需要从政策层面推动教育资源的均衡配置。
“量子计算教育不能只盯着那十几所顶尖高校,”他说,“真正的大规模人才培养,必须下沉到更广大的普通院校。否则,等到产业真正爆发的时候,你会发现能干活的人根本不够用。”
“我们团队目前正在和江浙沪、粤港澳地区的一些高校、中学接触,探讨合作的可能性。”郑韶辉博士透露,“现阶段的目标不是做多大的量,而是先把一个‘样本’跑通——从设备配置、课程设计到师资培训,把一整套方案做成熟,后期推广自然水到渠成。”
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