Kvantne inovacije: kako lahko strateška osredotočenost spodbudi tehnološki načrt – Svet fizike

Kvantne inovacije: kako lahko strateška osredotočenost spodbudi tehnološki načrt – Svet fizike

Časovni žig: 26. januar 2024 5

Poslanstvo ameriškega konzorcija za kvantni gospodarski razvoj (QED-C) je omogočiti in razviti robustno industrijo in dobavno verigo, ki temelji na kvantni tehnologiji. Izvršni direktor Celia Merzbacher pove Hamishu Johnstonu, kako QED-C odpravlja vrzeli v tehnologijah, povezanih s kvantno tehnologijo, in zmogljivosti delovne sile s spodbujanjem sodelovanja med vlado, raziskavami in industrijo

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Vodja mreže Celia Merzbacher je izvršna direktorica QED-C, industrijsko usmerjenega konzorcija, ki ga vodi SRI International. Z raznolikim članstvom, ki predstavlja industrijo, akademske kroge, vlado in druge zainteresirane strani, si QED-C prizadeva pospešiti kvantne raziskave in razvoj, tehnološke inovacije in komercialne priložnosti. (Z dovoljenjem: QED-C)” title=”Kliknite, da odprete sliko v pojavnem oknu” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Celia Merzbacher
Vodja mreže Celia Merzbacher je izvršna direktorica QED-C, industrijsko usmerjenega konzorcija, ki ga vodi SRI International. Z raznolikim članstvom, ki predstavlja industrijo, akademske kroge, vlado in druge zainteresirane strani, si QED-C prizadeva pospešiti kvantne raziskave in razvoj, tehnološke inovacije in komercialne priložnosti. (Z dovoljenjem: QED-C)

Zakaj je pomembno, da imajo ZDA in druge države nacionalno strategijo za kvantno znanost in tehnologijo?

Tehnologije kvantnega zaznavanja, kvantnega mreženja in kvantnega računalništva veliko obetajo za izboljšanje nacionalne varnosti, pa tudi za njihove dolgoročne gospodarske in družbene učinke. Vendar pa je področje še vedno v razmeroma zgodnji fazi razvoja tehnologije. Obstaja jasna zahteva po napredku temeljne znanosti, dejavnosti, ki jo v glavnem podpira vladno financiranje. Prav tako je treba omeniti, da je kvantno tisto, čemur jaz pravim »večvrstno« prizadevanje. Je multidisciplinaren, večagencijski (v smislu vladne podpore), večsektorski in večnacionalen.  Kot tak se bo napredek pospešil s strateškimi, medsektorskimi in usklajenimi naložbami v širok raziskovalni portfelj. 

Kako naj države uravnotežijo svoje nacionalne varnostne zahteve s potrebo po mednarodnem sodelovanju in globalnih dobavnih verigah v kvantni tehnologiji?

Razumljivo je, da bi morali nacionalni interesi igrati vlogo pri nadzoru pretoka informacij v nekaterih občutljivih primerih kvantne uporabe – čeprav je treba navsezadnje vse omejitve izvajati previdno in v partnerstvu med enako mislečimi državami. Trenutno se zdi prezgodaj, da bi bili preveč restriktivni. Obstaja široko razumevanje potrebe po odprti izmenjavi informacij, priložnosti za raziskave in razvoj ter znanstvenih/inženirskih talentov za spodbujanje multidisciplinarnega sodelovanja med centri odličnosti po vsem svetu.

Kako dobro so trenutna prizadevanja ZDA na področju kvantne znanosti in tehnologije?

Gledano z vidika vložkov, gre ZDA dobro, saj vladne naložbe v kvantne raziskave in razvoj za leto 2022 znašajo približno 900 milijonov dolarjev – in v primerjavi s skupno letno globalno porabo za kvantne v vladnem in zasebnem sektorju, ocenjeno na približno 30 milijard dolarjev. Tudi v smislu rezultatov se ZDA konkurirajo, saj poleg Kitajske beležijo največje število visoko citiranih in odmevnih znanstvenih publikacij.

Ali obstaja nevarnost, da bi preveč pompa škodilo ugledu kvantne industrije?

To je ključno vprašanje, ki se pogosto pojavi. Okoli kvantnega sektorja je vsekakor veliko razburjenja in zanimanja z naraščajočimi ravnmi naložb javnega in zasebnega sektorja. Tukaj v QED-C ne vidimo dokazov o tem, čemur bi lahko rekli »mehurček« – le raziskovalci in podjetja v nastajajoči dobavni verigi poročajo o stalnem napredku na svojih razvojnih načrtih, medtem ko obravnavajo veliko težkih tehnoloških in inženirskih težav vzdolž način. Pravzaprav imajo organizacije, kot je QED-C, pomembno vlogo pri obvladovanju pričakovanj. Predvsem to pomeni izmenjavo verodostojnih, na dokazih temelječih podatkov in meritev o napredku, tako da imajo različne zainteresirane strani – oblikovalci politik, agencije za financiranje, investicijska skupnost in industrija – natančno razumevanje najsodobnejšega stanja in kje je kvantna tehnologija. je smer.

Priznano je, da v kvantni delovni sili po vsem svetu primanjkuje kvalificiranih delavcev. Katere veščine so potrebne za premostitev vrzeli?

Obstaja napačno prepričanje, da morajo delavci imeti doktorat – po možnosti iz fizike – za vstop na to področje. To nikakor ne drži. Proizvajalci in razvijalci znotraj kvantne dobavne verige v zgodnji fazi obupno potrebujejo znanstvenike, inženirje in tehnike – zlasti tiste z izkušnjami na sorodnem področju – na primer kriogenika, testiranje in merjenje, podatkovna znanost ali načrtovanje vezij. Še več, s ciljno usmerjenim usposabljanjem in razvojem osebja se strokovnjaki na srednji karieri v sorodnih disciplinah lahko usmerijo v kariero v kvantni industriji (glejte »Kvantni tehniki: povečanje nabora talentov« spodaj).

Ena stvar je jasna: kvantni sektor je poln priložnosti za ambiciozne posameznike z vrsto znanj, ki jih potrebujejo podjetja za strojno opremo, podjetja za programsko opremo in navsezadnje končni uporabniki kvantnih tehnologij v ključnih vertikalah, kot so farmacija, finance in zdravstvo. Potrebujemo tudi komercialno usmerjene tehnične prodajnike, ki razumejo, kako spodbuditi nastajajoči trg za kvantne aplikacije. Na ta način kvantna industrija ponuja najrazličnejše poti za nadarjene znanstvenike in inženirje, da se razvijejo iz običajnih tehničnih vlog v dejavnosti poslovnega razvoja, če se tako odločijo.

Kvantni tehniki: povečanje nabora talentov za industrijo

Medtem ko potekajo prizadevanja za pripravo študentov na dodiplomski, magistrski in doktorski ravni za kvantno inženirstvo in vloge znanstvenikov, je le malo programov izredne diplome in specialističnih poklicnih izobraževalnih programov, ki so posebej usmerjeni v usposabljanje »kvantnih tehnikov«. To je glavna ugotovitev Vodnik za ustvarjanje delovne sile kvantnih tehnikov, nova študija QED-C, konzorcija ameriških in mednarodnih deležnikov, katerega cilj je pospešiti rast v dobavni verigi kvantne industrije.

Kvantni tehniki izpolnjujejo številne ključne funkcije v podjetjih s kvantno tehnologijo, vključno z izdelavo sistemov in komponent, sestavljanjem naprav, karakterizacijo, testiranjem, delovanjem in vzdrževanjem. Še več, ugotavlja poročilo, pričakuje se, da bo povpraševanje po kvalificiranih tehnikih naraščalo, ko se industrija nadaljuje s hitrim razvojem, pri čemer je nujno treba povečati ta del delovne sile v bližnji prihodnosti.

Za vloge kvantnega tehnika je običajno potrebna vrsta specializiranega znanja in veščin – vključno z izkušnjami z vakuumskimi, kriogenimi in optičnimi sistemi ter programiranjem in mehkimi veščinami. Trenutne strategije zaposlovanja se pogosto osredotočajo na zaposlovanje kandidatov iz sosednjih tehnoloških sektorjev – med njimi so mikroelektronika, proizvodnja polprevodnikov in fotonika – z internimi programi spremljanja, ki zagotavljajo usposabljanje na delovnem mestu za novo osebje.

Poročilo QED-C pa se zavzema za "bolj usklajen pristop, ki je posebej usmerjen v zapolnitev kvantne delovne sile" in posledično za povečanje produktivnosti in komercialnih priložnosti, zlasti v manjših podjetjih.

Priporočila v študiji QED-C vključujejo: opredelitev vrst vlog kvantnih tehnikov in vlaganje v trženje za povečanje ozaveščenosti o kariernih poteh; preslikava obstoječih programov usposabljanja v primerjavi z znanjem, spretnostmi in sposobnostmi, ki jih potrebujejo kvantni tehniki; in ustvarjanje lokalnih partnerstev med visokim šolstvom, industrijo in sistemom Nacionalnega laboratorija ZDA. Poročilo poziva tudi k vzpostavitvi akreditacijskega programa za učne načrte kvantne tehnologije in dodatnega denarja za ustanove, ki se osredotočajo na kvantno usposabljanje in izobraževanje, ne pa na raziskave.

"Proizvodnja kvantnih sistemov še ni dosegla velikega obsega proizvodnje," zaključuje poročilo. »Zato mnogi domnevajo, da je povpraševanje po kvantnih tehnikih nizko ali ga sploh ni. To je pogosta napačna predstava – v resnici so vloge kvantnega tehnika zelo pomembne v eksperimentalni in prototipni fazi.«

Priročnik za ustvarjanje delovne sile kvantnih tehnikov: Priporočila za prekvalificiranje in izpopolnjevanje za pripravo delovne sile kvantnih tehnikov je na voljo izključno članom QED-C.

QED-C je bil prvotno uveden kot pobuda ZDA, vendar je od takrat svoje članstvo odprl organizacijam iz 36 podobno mislečih držav. Kaj je povzročilo ta premik?

Kvantne raziskave in razvoj ter tehnološke inovacije se dogajajo v svetovnem merilu in zagotovo ZDA v tem času nimajo edinega vodilnega položaja ali ogromne prednosti. Od samega začetka smo se zavedali – skupaj z našimi zveznimi vladnimi sponzorji – da bodo mednarodna partnerstva na koncu temeljna za uspeh misije QED-C. Prav tako naši člani iščejo globalno priložnost, ko gre za trge, stranke, tehnološke partnerje in celo vlagatelje. V QED-C vsak dan poskušamo pomagati našim članom uspeti na teh koordinatah.

<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="Kvantne poti 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”>Inženir dela na kvantnem računalniku
Kvantne poti Kvantna industrija je polna raznolikih poklicnih priložnosti, z vrsto spretnosti, ki jih potrebujejo podjetja za strojno opremo, podjetja za programsko opremo in navsezadnje komercialni končni uporabniki kvantnih tehnologij. (Z dovoljenjem: Oxford Instruments NanoScience)

Kako naj industrija in vlada pristopita k raziskavam in razvoju kvantnega računalništva, glede na to, da ni jasno, katere platformske tehnologije – superprevodna vezja, ionske pasti, fotonski procesorji ali podobno – se bodo izkazale za komercialno uspešne?

Vlada se osredotoča na predkonkurenčne osnovne in uporabne raziskave. To pomeni dajanje prednosti temeljnim tehnologijam strojne in programske opreme, podprtim s teoretičnim razumevanjem, eksperimentalnimi sistemi, načrtovanjem in izdelavo naprav – in pospeševanje vseh teh raziskovalnih poti hkrati. Na strani industrije pa morajo podjetja v dobavni verigi čim hitreje napredovati od laboratorija za raziskave in razvoj k trajnostnim prihodkom in dolgoročnim komercialnim aplikacijam.

Drugo področje, ki ga je treba okrepiti, je sodelovanje s končnimi uporabniki kvantnega računalništva v najrazličnejših panogah – od kvantitativnih financ in zavarovanja do medicine, telekomunikacij, naprednih materialov in ostalega. Sčasoma bo veliko več »kvantnih prevzemnikov« kot »kvantnih izdelovalcev« in vsi ti uporabniki morajo zdaj ustanoviti ekipe za iskanje poti, da bi ugotovili, kako bodo kvantne tehnologije motile njihove zadevne industrije.

Prisluhnite celotnemu intervjuju na Svet fizike podcast kanal: “Kvantna znanost in tehnologija uspevata, ko industrija in vlade združijo moči".

Časovni žig:

Več od Svet fizike