Inovação quântica: como o foco estratégico pode turbinar o roteiro tecnológico – Physics World

Inovação quântica: como o foco estratégico pode turbinar o roteiro tecnológico – Physics World

Carimbo de data / hora: 26 de janeiro de 2024 5h15

A missão do Consórcio de Desenvolvimento Econômico Quântico dos EUA (QED-C) é permitir e desenvolver uma indústria e uma cadeia de suprimentos robustas baseadas em quantum. Diretor-executivo Célia Merzbacher conta a Hamish Johnston como o QED-C aborda lacunas nas tecnologias relacionadas à quântica e na capacidade da força de trabalho, incentivando a colaboração entre governo, pesquisa e indústria

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Líder de rede Celia Merzbacher é diretora executiva do QED-C, um consórcio voltado para a indústria administrado pela SRI International. Com uma associação diversificada que representa a indústria, o meio académico, o governo e outras partes interessadas, a QED-C procura acelerar a I&D quântica, a inovação tecnológica e as oportunidades comerciais. (Cortesia: QED-C)” title=”Clique para abrir a imagem no pop-up” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Célia Merzbacher
Líder de rede Celia Merzbacher é diretora executiva do QED-C, um consórcio voltado para a indústria administrado pela SRI International. Com uma associação diversificada que representa a indústria, o meio académico, o governo e outras partes interessadas, a QED-C procura acelerar a I&D quântica, a inovação tecnológica e as oportunidades comerciais. (Cortesia: QED-C)

Por que é importante que os EUA e outros países tenham uma estratégia nacional para a ciência e tecnologia quântica?

As tecnologias de detecção quântica, de redes quânticas e de computação quântica constituem uma promessa significativa para melhorar a segurança nacional, mas também para os seus impactos económicos e sociais a longo prazo. No entanto, o campo ainda se encontra numa fase relativamente inicial em termos de evolução tecnológica. Há uma necessidade clara de avanços na ciência fundamental, uma atividade apoiada principalmente por financiamento governamental. Também vale a pena notar que quântica é o que chamo de empreendimento “multitipo”. É multidisciplinar, multiagência (em termos de apoio governamental), multissetorial e multinacional.  Como tal, o progresso será acelerado através de investimentos estratégicos, transversais e coordenados num amplo portfólio de investigação. 

Como devem os países equilibrar os seus requisitos de segurança nacional com a necessidade de colaboração internacional e cadeias de abastecimento globais em tecnologia quântica?

É compreensível que os interesses nacionais desempenhem um papel no controlo do fluxo de informação em certos casos de utilização quântica sensíveis – embora, em última análise, quaisquer restrições tenham de ser implementadas cuidadosamente e em parceria entre países com ideias semelhantes. No momento, parece prematuro ser excessivamente restritivo. Existe uma ampla compreensão da necessidade de partilha aberta de informações, oportunidades de I&D e talento científico/engenharia para encorajar a colaboração multidisciplinar entre centros de excelência em todo o mundo.

Quão bem posicionado está o esforço atual dos EUA em ciência e tecnologia quântica?

Olhando de uma perspetiva de input, os EUA estão a ter um bom desempenho, com o investimento governamental em I&D quântica para 2022 a rondar os 900 milhões de dólares – e em comparação com um gasto global anual agregado em matéria quântica no governo e no setor privado estimado em aproximadamente 30 mil milhões de dólares. Também em termos de resultados, os EUA estão a ganhar competitividade, registando o maior número de publicações científicas altamente citadas e de grande impacto, juntamente com a China.

Existe o perigo de que o exagero prejudique a reputação da indústria quântica?

Esta é uma questão fundamental e que surge com frequência. Há certamente muito entusiasmo e interesse em torno do setor quântico, com níveis crescentes de investimento dos setores público e privado. Aqui na QED-C, não vemos evidências do que poderia ser chamado de “bolha” – apenas pesquisadores e empresas dentro da cadeia de fornecimento emergente relatando progresso constante em seus roteiros de desenvolvimento, ao mesmo tempo em que abordam muitos problemas difíceis de tecnologia e engenharia ao longo do processo. caminho. Na verdade, organizações como a QED-C têm um papel significativo a desempenhar aqui na gestão de expectativas. Principalmente, isso significa compartilhar dados e métricas confiáveis ​​e baseados em evidências sobre o progresso, para que diversas partes interessadas – decisores políticos, agências de financiamento, a comunidade de investimento e a indústria – tenham uma compreensão granular do estado da arte e onde a tecnologia quântica está indo.

Há uma reconhecida escassez de trabalhadores qualificados na força de trabalho quântica em todo o mundo. Que competências são necessárias para preencher a lacuna?

Existe um equívoco de que os trabalhadores precisam ter um doutorado – de preferência em física – para ingressar nesta área. Esse não é absolutamente o caso. Os fabricantes e desenvolvedores da cadeia de fornecimento quântica em estágio inicial estão desesperados por cientistas, engenheiros e técnicos – especialmente aqueles com experiência em áreas afins – por exemplo, criogenia, teste e medição, ciência de dados ou design de circuitos. Além disso, com treinamento direcionado e desenvolvimento de pessoal, é possível que profissionais em meio de carreira em disciplinas relacionadas iniciem uma carreira na indústria quântica (consulte “Técnicos quânticos: ampliando o pipeline de talentos”, abaixo).

Uma coisa é certa: o setor quântico está repleto de oportunidades para indivíduos ambiciosos, com uma série de competências necessárias nas empresas de hardware, nas empresas de software e, em última análise, nos utilizadores finais de tecnologias quânticas em setores-chave como a indústria farmacêutica, finanças e saúde. Também precisamos de vendedores técnicos com mentalidade comercial que entendam como alimentar o mercado nascente de aplicações quânticas. Desta forma, a indústria quântica oferece todos os tipos de caminhos para cientistas e engenheiros talentosos evoluirem de funções técnicas convencionais para atividades de desenvolvimento de negócios, se assim o desejarem.

Técnicos quânticos: ampliando o pipeline de talentos para a indústria

Embora estejam em curso esforços para preparar estudantes de licenciatura, mestrado e doutoramento para funções de engenharia quântica e de cientistas, existem poucos programas de graduação associada e de educação profissional especializada orientados especificamente para a formação de “técnicos quânticos”. Essa é a principal conclusão Guia para construir uma força de trabalho técnica quântica, um novo estudo da QED-C, um consórcio de partes interessadas dos EUA e internacionais que visa acelerar o crescimento em toda a cadeia de abastecimento da indústria quântica.

Os técnicos quânticos desempenham muitas funções importantes em empresas de tecnologia quântica, incluindo fabricação de sistemas e componentes, montagem de dispositivos, caracterização, testes, operação e manutenção. Além disso, observa o relatório, a procura de técnicos qualificados “prevê-se que cresça à medida que a indústria continua o seu rápido desenvolvimento”, com uma necessidade premente de aumentar esta secção da força de trabalho no curto prazo.

Uma variedade de conhecimentos e habilidades especializadas são comumente necessárias para funções de técnico quântico – incluindo experiência com sistemas de vácuo, criogênicos e ópticos, bem como programação e habilidades interpessoais. As actuais estratégias de contratação centram-se frequentemente no recrutamento de candidatos de sectores tecnológicos adjacentes – microelectrónica, fabrico de semicondutores e fotónica, entre eles – com programas internos de acompanhamento para fornecer formação no trabalho a novos funcionários.

O relatório QED-C defende, no entanto, uma “abordagem mais coordenada especificamente orientada para preencher o pipeline de força de trabalho quântica” e, por sua vez, para aumentar a produtividade e as oportunidades comerciais, especialmente em empresas mais pequenas.

As recomendações do estudo QED-C incluem: definir os tipos de funções de técnico quântico e investir em marketing para conscientizar sobre trajetórias de carreira; mapeamento dos programas de formação existentes versus os conhecimentos, competências e habilidades que os técnicos quânticos necessitam; e criar parcerias locais entre o ensino superior, a indústria e o sistema de Laboratórios Nacionais dos EUA. O relatório também apela ao estabelecimento de um programa de acreditação para currículos de tecnologia quântica e dinheiro extra para instituições focadas na formação e educação quântica, em vez de na investigação.

“A fabricação de sistemas quânticos ainda não atingiu a produção em alto volume”, conclui o relatório. “Como tal, muitos assumem que a procura por técnicos quânticos é baixa ou inexistente. Este é um equívoco comum – na verdade, as funções dos técnicos quânticos são altamente relevantes nos estágios experimentais e de protótipo.”

Guia para construir uma força de trabalho de técnicos quânticos: recomendações de requalificação e aprimoramento para preparar uma força de trabalho de técnicos quânticos está disponível exclusivamente para membros do QED-C.

O QED-C foi originalmente lançado como uma iniciativa dos EUA, mas desde então abriu a sua adesão a organizações de 36 países com ideias semelhantes. O que motivou essa mudança?

A I&D quântica e a inovação tecnológica estão a acontecer à escala global e certamente os EUA, neste momento, não têm a única posição de liderança ou uma enorme vantagem inicial. Reconhecemos desde o início – juntamente com os nossos patrocinadores do governo federal – que as parcerias internacionais seriam fundamentais para o sucesso da missão QED-C. Da mesma forma, os nossos membros procuram uma oportunidade global no que diz respeito a mercados, clientes, parceiros tecnológicos e até investidores. Ajudar nossos membros a ter sucesso nessas coordenadas é o que tentamos fazer todos os dias na 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="Caminhos quânticos A indústria quântica está repleta de diversas oportunidades de carreira, com uma gama de conjuntos de competências necessárias para empresas de hardware, empresas de software e, em última análise, para os utilizadores finais comerciais de tecnologias quânticas. (Cortesia: Oxford Instruments NanoScience)” title=”Clique para abrir a imagem no pop-up” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can -turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg”>Engenheiro trabalhando em um computador quântico
Caminhos quânticos A indústria quântica está repleta de diversas oportunidades de carreira, com uma gama de conjuntos de competências necessárias para empresas de hardware, empresas de software e, em última análise, para os utilizadores finais comerciais de tecnologias quânticas. (Cortesia: Oxford Instruments NanoScience)

Como a indústria e o governo deveriam abordar a P&D em computação quântica, uma vez que não está claro quais tecnologias de plataforma – circuitos supercondutores, armadilhas de íons, processadores fotônicos ou similares – serão comercialmente viáveis?

Para o governo, o foco está na pesquisa básica e aplicada pré-competitiva. Isso significa priorizar tecnologias fundamentais de hardware e software, sustentadas pela compreensão teórica, sistemas experimentais, design e fabricação de dispositivos – e impulsionar todos esses caminhos de pesquisa simultaneamente. Entretanto, do lado da indústria, as empresas em toda a cadeia de abastecimento precisam de progredir o mais rapidamente possível do laboratório de I&D para receitas sustentáveis ​​e aplicações comerciais de longo prazo.

Outra área que precisa de ser reforçada é o envolvimento com os utilizadores finais da computação quântica em todos os tipos de indústrias – desde finanças quantitativas e seguros até medicina, telecomunicações, materiais avançados e o resto. Com o tempo, haverá muito mais “tomadores quânticos” do que “fabricantes quânticos” e todos esses tomadores precisam de criar equipas de desbravadores agora para descobrir como as suas respectivas indústrias serão perturbadas pelas tecnologias quânticas.

Ouça a entrevista completa no Mundo da física canal de podcast: “A ciência e a tecnologia quântica prosperam quando a indústria e os governos unem forças".

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