Inovație cuantică: modul în care focalizarea strategică poate accelera foaia de parcurs tehnologică – Physics World

Inovație cuantică: modul în care focalizarea strategică poate accelera foaia de parcurs tehnologică – Physics World

Marca temporală: 26 ianuarie 2024 5:15

Misiunea Consorțiului de Dezvoltare Economică Cuantică din SUA (QED-C) este de a permite și de a dezvolta o industrie și un lanț de aprovizionare robust bazat pe cuanți. Director executiv Celia Merzbacher îi spune lui Hamish Johnston cum QED-C abordează lacunele în tehnologiile cuantice și capacitatea forței de muncă prin încurajarea colaborării dintre guvern, cercetare și industrie

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Liderul rețelei Celia Merzbacher este director executiv al QED-C, un consorțiu condus de industrie, administrat de SRI International. Cu un număr divers de membri reprezentând industria, mediul academic, guvernul și alte părți interesate, QED-C caută să accelereze cercetarea și dezvoltarea cuantică, inovația tehnologică și oportunitățile comerciale. (Cu amabilitatea: QED-C)” title=”Faceți clic pentru a deschide imaginea în pop-up” href="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Celia Merzbacher
Liderul rețelei Celia Merzbacher este director executiv al QED-C, un consorțiu condus de industrie, administrat de SRI International. Cu un număr divers de membri reprezentând industria, mediul academic, guvernul și alte părți interesate, QED-C caută să accelereze cercetarea și dezvoltarea cuantică, inovația tehnologică și oportunitățile comerciale. (Cu amabilitatea: QED-C)

De ce este important ca SUA și alte țări să aibă o strategie națională pentru știința și tehnologia cuantică?

Tehnologiile de detectare cuantică, rețele cuantice și de calcul cuantic sunt promițătoare pentru îmbunătățirea securității naționale, dar și pentru impactul lor economic și societal pe termen lung. Cu toate acestea, domeniul se află încă într-un stadiu relativ incipient în ceea ce privește evoluția tehnologiei. Există o cerință clară pentru progrese în știința fundamentală, o activitate susținută în principal de finanțare guvernamentală. De asemenea, merită remarcat faptul că cuantica este ceea ce eu numesc un efort „multitip”. Este multidisciplinar, multiagenție (în ceea ce privește sprijinul guvernamental), multisectorial și multinațional.  Ca atare, progresul va fi accelerat prin investiții strategice, transversale și coordonate într-un portofoliu larg de cercetare. 

Cum ar trebui țările să își echilibreze cerințele de securitate națională cu nevoia de colaborare internațională și lanțuri globale de aprovizionare în tehnologia cuantică?

Este de înțeles că interesele naționale ar trebui să joace un rol în controlul fluxului de informații în anumite cazuri sensibile de utilizare cuantică – deși, în cele din urmă, orice restricții trebuie implementate cu atenție și în parteneriat între țări care au aceleași opinii. În acest moment, se pare prematur să fii prea restrictiv. Există o înțelegere largă a nevoii de schimb deschis de informații, oportunități de cercetare și dezvoltare și talent științific/ingineresc pentru a încuraja colaborarea multidisciplinară între centrele de excelență din întreaga lume.

Cât de bine poziționat este efortul actual al SUA în domeniul științei și tehnologiei cuantice?

Privite dintr-o perspectivă de intrare, SUA se descurcă bine, investițiile guvernamentale în cercetare și dezvoltare cuantică pentru 2022 mergând la aproximativ 900 de milioane de dolari – și în comparație cu o cheltuială globală totală pe an pentru cuantică în sectorul guvernamental și privat estimată la aproximativ 30 de miliarde de dolari. Și în ceea ce privește rezultatele, SUA se conturează în mod competitiv, înregistrând cel mai mare număr de publicații științifice de mare impact, citate, alături de China.

Există pericolul ca prea mult hype să afecteze reputația industriei cuantice?

Aceasta este o întrebare cheie și una care apare des. Cu siguranță există multă entuziasm și interes în jurul sectorului cuantic, cu niveluri în creștere ale investițiilor din sectorul public și privat. Aici, la QED-C, nu vedem dovezi a ceea ce s-ar putea numi o „bulă” – doar cercetătorii și companiile din lanțul de aprovizionare în curs de dezvoltare raportează progrese constante în foile lor de dezvoltare, în timp ce abordează o mulțime de probleme dificile de tehnologie și inginerie de-a lungul cale. De fapt, organizații precum QED-C au un rol important de jucat aici în gestionarea așteptărilor. În primul rând, asta înseamnă împărtășirea de date credibile, bazate pe dovezi și de măsurători cu privire la progres, astfel încât diversele părți interesate – factori de decizie, agenții de finanțare, comunitatea de investiții și industrie – să aibă o înțelegere granulară a stadiului tehnicii și unde tehnologia cuantică. se îndreaptă.

Există o lipsă recunoscută de muncitori calificați în forța de muncă cuantică din întreaga lume. Ce abilități sunt necesare pentru a reduce decalajul?

Există o concepție greșită că lucrătorii trebuie să aibă un doctorat – de preferință în fizică – pentru a intra în acest domeniu. Nu este absolut cazul. Producătorii și dezvoltatorii din cadrul lanțului de aprovizionare cuantic din stadiul incipient sunt disperați după oameni de știință, ingineri și tehnicieni – în special cei cu experiență într-un domeniu conex – de exemplu, criogenie, testare și măsurare, știința datelor sau proiectarea circuitelor. În plus, cu formarea și dezvoltarea personalului direcționate, este posibil ca profesioniștii la mijlocul carierei din discipline conexe să se transforme într-o carieră în industria cuantică (vezi „Tehnicieni cuantici: scalarea pipelinei de talente”, mai jos).

Un lucru este clar: sectorul cuantic este plin de oportunități pentru indivizi ambițioși, cu o gamă largă de abilități necesare în cadrul companiilor de hardware, companiilor de software și, în cele din urmă, utilizatorilor finali ai tehnologiilor cuantice din verticale cheie precum industria farmaceutică, finanțele și asistența medicală. Avem nevoie, de asemenea, de oameni de vânzări tehnici comerciali, care să înțeleagă cum să alimenteze piața în curs de dezvoltare a aplicațiilor cuantice. În acest fel, industria cuantică oferă tot felul de căi pentru oamenii de știință și ingineri talentați pentru a evolua de la rolurile tehnice de bază în activități de dezvoltare a afacerilor, dacă doresc.

Tehnicieni cuantici: extinderea canalului de talente pentru industrie

În timp ce se depun eforturi pentru a pregăti studenții la nivel de licență, masterat și doctorat pentru inginerie cuantică și roluri de oameni de știință, există puține programe de învățământ profesional de specialitate și diplome asociate orientate în mod special către formarea „tehnicienilor cuantici”. Acesta este principalul rezultat de la Ghid pentru construirea unei forțe de muncă de tehnician cuantic, un nou studiu de la QED-C, un consorțiu de părți interesate din SUA și internaționale, care își propune să accelereze creșterea în lanțul de aprovizionare al industriei cuantice.

Tehnicienii cuantici îndeplinesc multe funcții cheie în companiile de tehnologie cuantică, inclusiv fabricarea de sisteme și componente, asamblarea dispozitivelor, caracterizarea, testarea, operarea și întreținerea. În plus, notează raportul, cererea de tehnicieni calificați „este de așteptat să crească pe măsură ce industria își continuă dezvoltarea rapidă”, cu o nevoie presantă de a extinde această secțiune a forței de muncă în termen scurt.

O serie de cunoștințe și abilități de specialitate sunt în mod obișnuit necesare pentru rolurile de tehnician cuantic - inclusiv experiență cu sistemele de vid, criogenice și optice, precum și abilități de programare și soft. Strategiile actuale de angajare se concentrează adesea pe recrutarea de candidați din sectoarele tehnologice adiacente – printre ele microelectronica, producția de semiconductori și fotonica – cu programe interne de umbră pentru a oferi instruire la locul de muncă pentru personalul nou.

Raportul QED-C pledează, totuși, pentru o „abordare mai coordonată, orientată în mod special spre completarea canalului de forță de muncă cuantică” și, la rândul său, pentru creșterea productivității și a oportunităților comerciale, în special în cadrul companiilor mai mici.

Recomandările din studiul QED-C includ: definirea tipurilor de roluri de tehnician cuantic și investiția în marketing pentru a crește gradul de conștientizare cu privire la traiectorii de carieră; cartografierea programelor de formare existente față de cunoștințele, abilitățile și abilitățile de care au nevoie tehnicienii cuantici; și crearea de parteneriate locale între învățământul superior, industrie și sistemul de laborator național al SUA. Raportul solicită, de asemenea, înființarea unui program de acreditare pentru programele de studii în domeniul tehnologiei cuantice și bani suplimentari pentru instituțiile axate pe formarea și educația cuantică, mai degrabă decât pe cercetare.

„Producția de sisteme cuantice nu a ajuns încă la o producție de mare volum”, conchide raportul. „Ca atare, mulți presupun că cererea de tehnicieni cuantici este scăzută sau inexistentă. Aceasta este o concepție greșită comună – de fapt, rolurile tehnicianului cuantic sunt extrem de relevante în etapele experimentale și de prototip.”

Ghid pentru construirea unei forțe de muncă de tehnicieni cuantici: Recomandări de recalificare și perfecționare pentru a pregăti o forță de muncă de tehnicieni cuantici este disponibil în exclusivitate membrilor QED-C.

QED-C a fost lansat inițial ca o inițiativă americană, dar de atunci și-a deschis calitatea de membru pentru organizații din 36 de țări care au o idee similară. Ce a determinat această schimbare?

Inovația cuantică în cercetare și dezvoltare și tehnologie are loc la scară globală și, cu siguranță, SUA, în acest moment, nu are singura poziție de conducere sau un avans enorm. Am recunoscut de la început – împreună cu sponsorii noștri guvernamentali federali – că parteneriatele internaționale vor fi în cele din urmă fundamentale pentru succesul misiunii QED-C. De asemenea, membrii noștri se uită la o oportunitate globală când vine vorba de piețe, clienți, parteneri tehnologici și chiar investitori. Ajutăm membrii noștri să reușească de-a lungul acestor coordonate este ceea ce încercăm să facem în fiecare zi la 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="Căile cuantice The quantum industry is brimming with diverse career opportunities, with a range of skillsets needed across hardware companies, software companies and, ultimately, the commercial end-users of quantum technologies. (Courtesy: Oxford Instruments NanoScience)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can-turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg”>Inginer care lucrează la un computer cuantic
Căile cuantice Industria cuantică este plină de oportunități de carieră diverse, cu o serie de seturi de competențe necesare companiilor de hardware, companiilor de software și, în cele din urmă, utilizatorilor finali comerciali ai tehnologiilor cuantice. (Cu amabilitatea: Oxford Instruments NanoScience)

Cum ar trebui industria și guvernul să abordeze cercetarea și dezvoltarea în domeniul calculului cuantic, având în vedere că nu este clar ce tehnologii de platformă – circuite supraconductoare, capcane de ioni, procesoare fotonice sau altele asemenea – se vor dovedi viabile din punct de vedere comercial?

Pentru guvern, accentul se pune pe cercetarea de bază și aplicată precompetitivă. Aceasta înseamnă să acordați prioritate tehnologiilor hardware și software de bază, susținute de înțelegerea teoretică, sisteme experimentale, proiectarea și fabricarea dispozitivelor - și promovarea simultană a tuturor acestor căi de cercetare. Între timp, din partea industriei, companiile de pe întreg lanțul de aprovizionare trebuie să progreseze cât mai repede posibil de la laboratorul de cercetare și dezvoltare către venituri sustenabile și aplicații comerciale pe termen lung.

Un alt domeniu care trebuie consolidat este implicarea cu utilizatorii finali ai calculului cuantic din tot felul de industrii diverse – de la finanțare cantitativă și asigurări până la medicină, telecomunicații, materiale avansate și restul. De-a lungul timpului, vor exista mult mai mulți „cuanți” decât „cuantici” și toți aceștia trebuie să înființeze acum echipe de descoperitori pentru a-și da seama cum vor fi perturbate industriile lor respective de tehnologiile cuantice.

Ascultă interviul complet pe Lumea fizicii canal de podcast: „Știința și tehnologia cuantică prosperă atunci când industria și guvernele își unesc forțele".

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii