Kvantum innováció: hogyan tudja a stratégiai összpontosítás felturbózni a technológiai ütemtervet – Physics World

Kvantum innováció: hogyan tudja a stratégiai összpontosítás felturbózni a technológiai ütemtervet – Physics World

Időbélyeg: 26. január 2024. 5:15

Az US Quantum Economic Development Consortium (QED-C) küldetése egy robusztus kvantumalapú ipar és ellátási lánc lehetővé tétele és fejlesztése. Ügyvezető igazgató Celia Merzbacher elmondja Hamish Johnstonnak, hogyan kezeli a QED-C a kvantummal kapcsolatos technológiákban és a munkaerő kapacitásában fennálló hiányosságokat a kormány, a kutatás és az ipar közötti együttműködés ösztönzésével

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Hálózati vezető Celia Merzbacher a QED-C, az SRI International által irányított iparági konzorcium ügyvezető igazgatója. Az ipart, a tudományos életet, a kormányt és más érdekelt feleket képviselő sokszínű tagsággal a QED-C a kvantumkutatási és fejlesztési, a technológiai innováció és a kereskedelmi lehetőségek felgyorsítására törekszik. (Jó: QED-C)” title=”Kattintson a kép megnyitásához a felugró ablakban” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Celia Merzbacher
Hálózati vezető Celia Merzbacher a QED-C, az SRI International által irányított iparági konzorcium ügyvezető igazgatója. Az ipart, a tudományos életet, a kormányt és más érdekelt feleket képviselő sokszínű tagsággal a QED-C a kvantumkutatási és fejlesztési, a technológiai innováció és a kereskedelmi lehetőségek felgyorsítására törekszik. (Jó: QED-C)

Miért fontos, hogy az Egyesült Államok és más országok nemzeti stratégiával rendelkezzenek a kvantumtudományra és -technológiára vonatkozóan?

A kvantumérzékelés, a kvantumhálózatok és a kvantumszámítástechnikai technológiák jelentős ígéretet jelentenek a nemzetbiztonság javítása, de hosszú távú gazdasági és társadalmi hatásaik szempontjából is. A terület azonban még viszonylag korai szakaszban van a technológiai fejlődés szempontjából. Egyértelműen megkövetelik az alaptudomány előrehaladását, amely tevékenység főként állami támogatással támogatott. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a kvantum az, amit én „többtípusú” törekvésnek nevezek. Multidiszciplináris, több ügynökség (az állami támogatás tekintetében), multiszektorális és multinacionális.  Mint ilyen, az előrehaladás felgyorsul a széles kutatási portfólióba történő stratégiai, több területet átfogó és összehangolt beruházások révén. 

Hogyan kell az országoknak egyensúlyba hozniuk nemzetbiztonsági követelményeiket a nemzetközi együttműködés és a globális ellátási láncok igényével a kvantumtechnológiában?

Érthető, hogy bizonyos érzékeny kvantumhasználati esetekben a nemzeti érdekeknek szerepet kell játszaniuk az információáramlás szabályozásában – bár végső soron minden korlátozást körültekintően és a hasonló gondolkodású országok partnerségében kell végrehajtani. Jelenleg korainak tűnik túlzottan korlátozónak lenni. Széles körben ismerik az információk nyílt megosztásának szükségességét, a kutatás-fejlesztési lehetőségeket és a tudományos/mérnöki tehetségeket, hogy ösztönözzék a multidiszciplináris együttműködést a kiválósági központok között szerte a világon.

Mennyire jó helyzetben vannak az Egyesült Államok jelenlegi erőfeszítései a kvantumtudomány és -technológia terén?

Bemeneti szempontból nézve az Egyesült Államok jól teljesít, 2022-re a kvantumkutatásra és fejlesztésre fordított kormányzati befektetések körülbelül 900 millió dollárt tesznek ki – összehasonlítva a kormány és a magánszektor által körülbelül 30 milliárd dollárra becsült éves globális kvantumkiadásokkal. Az eredményeket tekintve is az Egyesült Államok versenyszerűen formálódik, és Kína mellett regisztrálja a legtöbb magasan hivatkozott, nagy hatású tudományos publikációt.

Fennáll a veszélye annak, hogy a túl sok hírverés rontja a kvantumipar hírnevét?

Ez kulcskérdés, és gyakran felmerül. Minden bizonnyal nagy az izgalom és az érdeklődés a kvantumszektor körül, az állami és a magánszektor befektetéseinek növekedésével. Itt, a QED-C-nél nem látunk bizonyítékot arra, amit „buboréknak” lehetne nevezni – csupán a feltörekvő ellátási láncon belüli kutatók és vállalatok, amelyek folyamatos előrehaladásról számolnak be fejlesztési ütemtervük terén, miközben számos nehéz technológiai és mérnöki problémát kezelnek a folyamat során. út. Valójában az olyan szervezetek, mint a QED-C, jelentős szerepet játszanak itt az elvárások kezelésében. Ez elsősorban a hiteles, bizonyítékokon alapuló adatok és mutatók megosztását jelenti az előrehaladásról, hogy a különböző érdekelt felek – politikai döntéshozók, finanszírozó ügynökségek, a befektetői közösség és az ipar – alapos ismeretekkel rendelkezzenek a legkorszerűbb technika állásáról és arról, hogy hol van a kvantumtechnológia. irányul.

Világszerte elismerten hiány van a kvantummunkaerőből a képzett munkaerőből. Milyen készségekre van szükség a szakadék áthidalásához?

Van egy tévhit, hogy a dolgozóknak PhD fokozattal kell rendelkezniük – lehetőleg fizikából –, hogy beléphessenek erre a területre. Ez egyáltalán nem így van. A korai fázisú kvantumellátási lánc gyártói és fejlesztői kétségbeesetten várják a tudósokat, mérnököket és technikusokat – különösen azokat, akik hasonló területen jártasak – például a kriogenika, a tesztelés és mérés, az adattudomány vagy az áramkör-tervezés területén. Sőt, a célzott képzéssel és a személyzet fejlesztésével a kapcsolódó szakterületeken pályafutásuk közepén álló szakemberek a kvantumiparban pályára léphetnek (lásd alább a „Kvantumtechnikusok: a tehetségcső skálázása”).

Egy dolog világos: a kvantumágazat tele van lehetőségekkel az ambiciózus egyének számára, ahol számos olyan készségre van szükség, amelyekre hardvercégeknél, szoftvercégeknél és végső soron a kvantumtechnológiák végfelhasználóinál van szükség olyan kulcsfontosságú ágazatokban, mint a gyógyszerészet, a pénzügy és az egészségügy. Kereskedelmileg gondolkodó műszaki értékesítőkre is szükségünk van, akik értik, hogyan lehet táplálni a kvantumalkalmazások születőben lévő piacát. Ily módon a kvantumipar mindenféle utat kínál a tehetséges tudósok és mérnökök számára, hogy a mainstream műszaki szerepkörökből üzleti fejlesztési tevékenységekké váljanak, ha úgy döntenek.

Kvantumtechnikusok: a tehetségek kibővítése az ipar számára

Míg folynak az erőfeszítések az egyetemi, mesterképzési és doktori szintű hallgatók kvantummérnöki és tudósi szerepekre való felkészítésére, kevés a társult diploma és szakképzési program, amely kifejezetten a „kvantumtechnikusok” képzésére irányul. Ez a fő kivonat belőle Útmutató a kvantumtechnikus munkaerő felépítéséhez, egy új tanulmány a QED-C-től, egy amerikai és nemzetközi érdekelt felek konzorciumától, amelynek célja a kvantumipar ellátási láncának felgyorsítása.

A kvantumtechnikusok számos kulcsfontosságú feladatot látnak el a kvantumtechnológiai vállalatoknál, beleértve a rendszer- és alkatrészgyártást, az eszközök összeszerelését, jellemzését, tesztelését, üzemeltetését és karbantartását. Sőt, a jelentés megjegyzi, hogy a képzett technikusok iránti kereslet „várhatóan növekedni fog, ahogy az iparág folytatja gyors fejlődését”, és sürgető szükség van a munkaerő ezen részének bővítésére a közeljövőben.

A kvantumtechnikai szerepkörök betöltéséhez általában számos szakterületi tudásra és készségre van szükség – ideértve a vákuum-, kriogén- és optikai rendszerekkel kapcsolatos tapasztalatot, valamint a programozási és puha készségeket. A jelenlegi munkaerő-felvételi stratégiák gyakran a szomszédos technológiai szektorokból – köztük a mikroelektronikából, a félvezetőgyártásból és a fotonikából – való jelentkezők toborzására összpontosítanak házon belüli árnyékoló programokkal, hogy munkahelyi képzést biztosítsanak az új munkatársaknak.

A QED-C jelentés azonban amellett érvel, hogy „egy összehangoltabb megközelítést alkalmazzunk, amely kifejezetten a kvantummunkaerő-vezeték feltöltésére irányul”, és ennek következtében a termelékenység és a kereskedelmi lehetőségek növelése, különösen a kisebb vállalatokon belül.

A QED-C tanulmány ajánlásai a következők: a kvantumtechnikus szerepek típusainak meghatározása és a marketingbe történő befektetés a karrierpályákkal kapcsolatos tudatosság növelése érdekében; a meglévő képzési programok feltérképezése a kvantumtechnikusoknak szükséges ismeretekkel, készségekkel és képességekkel szemben; valamint helyi partnerségek létrehozása a felsőoktatás, az ipar és az Egyesült Államok Nemzeti Laboratóriumi rendszere között. A jelentés egy akkreditációs program létrehozását is szorgalmazza a kvantumtechnológiai tantervek számára, és extra készpénzt biztosítanak azoknak az intézményeknek, amelyek a kutatás helyett a kvantumképzésre és oktatásra összpontosítanak.

„A kvantumrendszerek gyártása még nem terjedt ki a nagy volumenű gyártásra” – zárul a jelentés. „Sokan feltételezik, hogy a kvantumtechnikusok iránti kereslet alacsony vagy egyáltalán nem létezik. Ez egy elterjedt tévhit – valójában a kvantumtechnikusok szerepei nagyon fontosak a kísérleti és prototípus szakaszban.”

Útmutató a kvantumtechnikus munkaerő felépítéséhez: Átképzési és továbbképzési ajánlások a kvantumtechnikusok munkaerő felkészítéséhez kizárólagosan elérhető a QED-C tagjai számára.

A QED-C eredetileg amerikai kezdeményezésként indult, de azóta 36 hasonló gondolkodású ország szervezetei számára nyitotta meg tagságát. Mi vezérelte ezt a váltást?

A kvantum kutatás-fejlesztés és technológiai innováció globális szinten zajlik, és jelenleg minden bizonnyal az Egyesült Államok nem rendelkezik egyedüli vezető pozícióval vagy óriási előnyökkel. Kezdettől fogva felismertük – szövetségi kormányzati szponzorainkkal együtt –, hogy a nemzetközi partnerségek végső soron alapvetőek lesznek a QED-C küldetés sikeréhez. Ugyanígy tagjaink globális lehetőséget keresnek a piacok, az ügyfelek, a technológiai partnerek és még a befektetők tekintetében is. A QED-C-nél minden nap arra törekszünk, hogy segítsük tagjainkat a koordináták mentén.

<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="Kvantumpályák A kvantumipar tele van változatos karrierlehetőségekkel, a hardvercégeknél, szoftvercégeknél és végső soron a kvantumtechnológiák kereskedelmi végfelhasználóinál számos készségre van szükség. (Jó: Oxford Instruments NanoScience)” title=”Kattintson a kép megnyitásához a felugró ablakban” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can -turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg”>Kvantumszámítógépen dolgozó mérnök
Kvantumpályák A kvantumipar tele van változatos karrierlehetőségekkel, a hardvercégeknél, szoftvercégeknél és végső soron a kvantumtechnológiák kereskedelmi végfelhasználóinál számos készségre van szükség. (Jóvolt: Oxford Instruments NanoScience)

Hogyan közelítsen az iparnak és a kormányzatnak a kvantumszámítással kapcsolatos K+F-hez, mivel nem világos, hogy melyik platformtechnológiák – szupravezető áramkörök, ioncsapdák, fotonikus processzorok vagy hasonlók – bizonyulnak majd kereskedelmileg életképesnek?

A kormányzat számára a hangsúly a verseny előtti alap- és alkalmazott kutatásokon van. Ez azt jelenti, hogy előtérbe kell helyezni az alapvető hardver- és szoftvertechnológiákat, amelyek elméleti megértéssel, kísérleti rendszerekkel, eszköztervezéssel és -gyártással támaszkodnak – és mindezen kutatási utak egyidejű haladását. Eközben az iparági oldalon a vállalatoknak az ellátási láncban a lehető leggyorsabban el kell jutniuk a K+F laboratóriumtól a fenntartható bevételek és a hosszú távú kereskedelmi alkalmazások felé.

Egy másik terület, amelyet meg kell erősíteni, a kvantumszámítástechnika végfelhasználóival való együttműködés a legkülönbözőbb iparágakban – a mennyiségi pénzügyektől és a biztosítástól az orvostudományig, a távközlésig, a fejlett anyagokig és a többiig. Idővel sokkal több „kvantumvevő” lesz, mint „kvantumkészítő”, és ezeknek az elfogadóknak most útkereső csapatokat kell felállítaniuk, hogy kitalálják, hogyan fogják megzavarni az adott iparágukat a kvantumtechnológiák.

Hallgassa meg a teljes interjút a Fizika Világa podcast csatorna: "A kvantumtudomány és technológia virágzik, ha az ipar és a kormányok egyesítik erőiket".

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa