Innovación cuántica: cómo el enfoque estratégico puede impulsar la hoja de ruta tecnológica – Physics World

Innovación cuántica: cómo el enfoque estratégico puede impulsar la hoja de ruta tecnológica – Physics World

Marca de tiempo: 26 de enero de 2024 5:15 a. M.

La misión del Consorcio de Desarrollo Económico Cuántico de EE. UU. (QED-C) es habilitar y hacer crecer una industria y una cadena de suministro sólidas basadas en cuántica. Director ejecutivo Celia Merzbacher le cuenta a Hamish Johnston cómo QED-C aborda las brechas en las tecnologías relacionadas con la cuántica y la capacidad de la fuerza laboral al fomentar la colaboración entre el gobierno, la investigación y la industria.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Líder de la red Celia Merzbacher es directora ejecutiva de QED-C, un consorcio impulsado por la industria gestionado por SRI International. Con una membresía diversa que representa a la industria, el mundo académico, el gobierno y otras partes interesadas, QED-C busca acelerar la I+D cuántica, la innovación tecnológica y las oportunidades comerciales. (Cortesía: QED-C)” title=”Haga clic para abrir la imagen en la ventana emergente” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Celia Merzbacher
Líder de la red Celia Merzbacher es directora ejecutiva de QED-C, un consorcio impulsado por la industria gestionado por SRI International. Con una membresía diversa que representa a la industria, el mundo académico, el gobierno y otras partes interesadas, QED-C busca acelerar la I+D cuántica, la innovación tecnológica y las oportunidades comerciales. (Cortesía: QED-C)

¿Por qué es importante que Estados Unidos y otros países tengan una estrategia nacional para la ciencia y la tecnología cuánticas?

Las tecnologías de detección cuántica, redes cuánticas y computación cuántica son muy prometedoras para mejorar la seguridad nacional, pero también por sus impactos económicos y sociales a largo plazo. Sin embargo, este campo se encuentra todavía en una etapa relativamente temprana en términos de evolución tecnológica. Existe una clara necesidad de avances en la ciencia fundamental, una actividad respaldada principalmente por financiación gubernamental. También vale la pena señalar que la cuántica es lo que yo llamo un esfuerzo de “tipos múltiples”. Es multidisciplinario, multiagencial (en términos de apoyo gubernamental), multisectorial y multinacional.  Como tal, el progreso se acelerará mediante inversiones estratégicas, transversales y coordinadas en una amplia cartera de investigación. 

¿Cómo deberían los países equilibrar sus requisitos de seguridad nacional con la necesidad de colaboración internacional y cadenas de suministro globales en tecnología cuántica?

Es comprensible que los intereses nacionales desempeñen un papel en el control del flujo de información en ciertos casos de uso cuánticos sensibles, aunque, en última instancia, cualquier restricción debe implementarse con cuidado y en asociación entre países con ideas afines. En este momento parece prematuro ser demasiado restrictivo. Existe una amplia comprensión de la necesidad de compartir abiertamente información, oportunidades de I+D y talento en ciencia/ingeniería para fomentar la colaboración multidisciplinaria entre centros de excelencia de todo el mundo.

¿Qué tan bien posicionado está el actual esfuerzo estadounidense en ciencia y tecnología cuánticas?

Visto desde la perspectiva de los insumos, a Estados Unidos le está yendo bien: la inversión gubernamental en investigación y desarrollo cuántico para 2022 rondará los 900 millones de dólares, y en comparación con un gasto global agregado anual en ciencia cuántica entre el gobierno y el sector privado estimado en aproximadamente 30 mil millones de dólares. También en términos de producción, Estados Unidos se está perfilando competitivamente, registrando el mayor número de publicaciones científicas de alto impacto y altamente citadas junto con China.

¿Existe el peligro de que demasiada exageración dañe la reputación de la industria cuántica?

Ésta es una pregunta clave que surge con frecuencia. Ciertamente hay mucho entusiasmo e interés en torno al sector cuántico, con niveles crecientes de inversión de los sectores público y privado. Aquí en QED-C, no vemos evidencia de lo que podría llamarse una "burbuja": solo investigadores y empresas dentro de la cadena de suministro emergente que informan de un progreso constante en sus hojas de ruta de desarrollo al tiempo que abordan muchos problemas difíciles de tecnología e ingeniería a lo largo del camino. forma. De hecho, organizaciones como QED-C tienen un papel importante que desempeñar aquí en la gestión de las expectativas. Principalmente, eso significa compartir datos y métricas creíbles y basados ​​en evidencia sobre el progreso para que diversas partes interesadas (responsables de políticas, agencias de financiación, la comunidad inversora y la industria) tengan una comprensión granular de lo último en tecnología y dónde está la tecnología cuántica. se esta dirigiendo.

Se reconoce una escasez de trabajadores calificados en la fuerza laboral cuántica en todo el mundo. ¿Qué habilidades se necesitan para cerrar la brecha?

Existe la idea errónea de que los trabajadores necesitan tener un doctorado (preferiblemente en física) para ingresar a este campo. Ese no es el caso en absoluto. Los fabricantes y desarrolladores dentro de la cadena de suministro cuántica en las primeras etapas están desesperados por científicos, ingenieros y técnicos –especialmente aquellos con experiencia en un campo relacionado– por ejemplo, criogenia, pruebas y mediciones, ciencia de datos o diseño de circuitos. Es más, con capacitación específica y desarrollo del personal, es posible que los profesionales a mitad de carrera en disciplinas relacionadas giren hacia una carrera en la industria cuántica (consulte “Técnicos cuánticos: ampliando la cartera de talentos”, a continuación).

Una cosa está clara: el sector cuántico está repleto de oportunidades para personas ambiciosas, con una variedad de habilidades necesarias dentro de las empresas de hardware, software y, en última instancia, los usuarios finales de tecnologías cuánticas en verticales clave como la farmacéutica, las finanzas y la atención médica. También necesitamos personal de ventas técnicos con mentalidad comercial que entiendan cómo impulsar el mercado incipiente de aplicaciones cuánticas. De esta manera, la industria cuántica ofrece todo tipo de vías para que científicos e ingenieros talentosos evolucionen desde roles técnicos convencionales hacia actividades de desarrollo empresarial, si así lo desean.

Técnicos cuánticos: ampliando la cartera de talentos para la industria

Si bien se están realizando esfuerzos para preparar a los estudiantes a nivel de pregrado, maestría y doctorado para funciones científicas y de ingeniería cuántica, hay pocos programas de educación vocacional especializada y de grado asociado orientados específicamente a la formación de “técnicos cuánticos”. Esa es la principal conclusión de Guía para crear una fuerza laboral de técnicos cuánticos, un nuevo estudio de QED-C, un consorcio de partes interesadas estadounidenses e internacionales que tiene como objetivo acelerar el crecimiento en toda la cadena de suministro de la industria cuántica.

Los técnicos cuánticos cumplen muchas funciones clave en las empresas de tecnología cuántica, incluida la fabricación de sistemas y componentes, el ensamblaje de dispositivos, la caracterización, las pruebas, la operación y el mantenimiento. Es más, señala el informe, se espera que la demanda de técnicos calificados “crezca a medida que la industria continúa su rápido desarrollo”, con una necesidad apremiante de ampliar este sector de la fuerza laboral en el corto plazo.

Por lo general, se requiere una variedad de conocimientos y habilidades de dominio especializado para los roles de técnico cuántico, incluida experiencia con sistemas de vacío, criogénicos y ópticos, así como programación y habilidades interpersonales. Las estrategias de contratación actuales a menudo se centran en reclutar candidatos de sectores tecnológicos adyacentes (microelectrónica, fabricación de semiconductores y fotónica, entre ellos) con programas internos de seguimiento para brindar capacitación en el trabajo al nuevo personal.

Sin embargo, el informe QED-C aboga por un “enfoque más coordinado específicamente orientado a llenar la cartera de fuerza laboral cuántica” y, a su vez, aumentar la productividad y las oportunidades comerciales, especialmente dentro de las empresas más pequeñas.

Las recomendaciones del estudio QED-C incluyen: definir los tipos de funciones de los técnicos cuánticos e invertir en marketing para crear conciencia sobre las trayectorias profesionales; mapeo de los programas de capacitación existentes versus los conocimientos, habilidades y habilidades que necesitan los técnicos cuánticos; y crear asociaciones locales entre la educación superior, la industria y el sistema de Laboratorios Nacionales de EE. UU. El informe también pide el establecimiento de un programa de acreditación para los planes de estudios de tecnología cuántica y dinero extra para las instituciones centradas en la formación y la educación cuánticas en lugar de en la investigación.

"La fabricación de sistemas cuánticos aún no ha alcanzado una producción de gran volumen", concluye el informe. “Como tal, muchos suponen que la demanda de técnicos cuánticos es baja o inexistente. Este es un error común; de hecho, los roles de los técnicos cuánticos son muy relevantes en las etapas experimentales y de prototipo”.

Guía para crear una fuerza laboral de técnicos cuánticos: recomendaciones de recapacitación y mejora de habilidades para preparar una fuerza laboral de técnicos cuánticos está disponible de forma exclusiva para miembros de QED-C.

QED-C se lanzó originalmente como una iniciativa estadounidense, pero desde entonces ha abierto su membresía a organizaciones de 36 países con ideas afines. ¿Qué ha impulsado este cambio?

La I+D cuántica y la innovación tecnológica están ocurriendo a escala global y ciertamente Estados Unidos, en este momento, no tiene la única posición de liderazgo ni una enorme ventaja. Reconocimos desde el principio –junto con nuestros patrocinadores del gobierno federal– que las asociaciones internacionales serían, en última instancia, fundamentales para el éxito de la misión QED-C. Del mismo modo, nuestros miembros buscan una oportunidad global en lo que respecta a mercados, clientes, socios tecnológicos e incluso inversores. Ayudar a nuestros miembros a tener éxito en esas coordenadas es lo que intentamos hacer todos los días en QED-C.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can-turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg" data-caption="Vías cuánticas La industria cuántica está repleta de diversas oportunidades profesionales, con una variedad de habilidades necesarias en las empresas de hardware, las empresas de software y, en última instancia, los usuarios finales comerciales de las tecnologías cuánticas. (Cortesía: Oxford Instruments NanoScience)” title=”Haga clic para abrir la imagen en la ventana emergente” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can -turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg”>Ingeniero trabajando en una computadora cuántica
Vías cuánticas La industria cuántica está repleta de diversas oportunidades profesionales, con una variedad de habilidades necesarias en las empresas de hardware, las empresas de software y, en última instancia, los usuarios finales comerciales de las tecnologías cuánticas. (Cortesía: Oxford Instruments NanoScience)

¿Cómo deberían la industria y el gobierno abordar la I+D en computación cuántica, dado que no está claro qué tecnologías de plataforma (circuitos superconductores, trampas de iones, procesadores fotónicos o similares) resultarán comercialmente viables?

Para el gobierno, la atención se centra en la investigación básica y aplicada precompetitiva. Eso significa priorizar las tecnologías fundamentales de hardware y software, respaldadas por la comprensión teórica, los sistemas experimentales, el diseño y la fabricación de dispositivos, e impulsar todas estas vías de investigación simultáneamente. Mientras tanto, por el lado de la industria, las empresas de toda la cadena de suministro deben progresar lo más rápido posible desde el laboratorio de I+D hacia ingresos sostenibles y aplicaciones comerciales a largo plazo.

Otra área que debe fortalecerse es la colaboración con los usuarios finales de la computación cuántica en todo tipo de industrias diversas, desde las finanzas cuantitativas y los seguros hasta la medicina, las telecomunicaciones, los materiales avanzados y otras. Con el tiempo, habrá muchos más “tomadores cuánticos” que “fabricantes cuánticos” y todos esos tomadores deben formar equipos pioneros ahora para descubrir cómo las tecnologías cuánticas perturbarán sus respectivas industrias.

Escuche la entrevista completa en el Mundo de la física canal de podcasts: “La ciencia y la tecnología cuánticas prosperan cuando la industria y los gobiernos unen fuerzas.

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