Квантові інновації: як стратегічна спрямованість може посилити дорожню карту технологій – Physics World

Квантові інновації: як стратегічна спрямованість може посилити дорожню карту технологій – Physics World

Мітка часу: 26 січня 2024 р., 5:15 ранку

Місія Консорціуму квантового економічного розвитку США (QED-C) полягає в створенні та розвитку надійної квантової промисловості та ланцюжка поставок. Виконавчий директор Селія Мерцбахер розповідає Хемішу Джонстону, як QED-C усуває прогалини в квантових технологіях і потенціалі робочої сили, заохочуючи співпрацю між урядом, дослідженнями та промисловістю

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis.jpg" data-caption="Лідер мережі Селія Мерцбахер є виконавчим директором QED-C, галузевого консорціуму, яким керує SRI International. Завдяки різноманітному членству, яке представляє промисловість, наукові кола, уряд та інші зацікавлені сторони, QED-C прагне прискорити квантові дослідження та розробки, технологічні інновації та комерційні можливості. (З дозволу: QED-C)” title=”Натисніть, щоб відкрити зображення у спливаючому вікні” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/2024-01-BSQA-QED-C-frontis .jpg”>Селія Мерцбахер
Лідер мережі Селія Мерцбахер є виконавчим директором QED-C, галузевого консорціуму, яким керує SRI International. Завдяки різноманітному членству, яке представляє промисловість, наукові кола, уряд та інші зацікавлені сторони, QED-C прагне прискорити квантові дослідження та розробки, технологічні інновації та комерційні можливості. (З дозволу: QED-C)

Чому для США та інших країн важливо мати національну стратегію квантової науки та технологій?

Технології квантового зондування, квантових мереж і квантових обчислень мають значні перспективи для покращення національної безпеки, а також для їх довгострокового економічного та соціального впливу. Однак сфера все ще перебуває на відносно ранній стадії розвитку технологій. Існує чітка вимога до прогресу у фундаментальній науці, яка в основному підтримується державним фінансуванням. Варто також зазначити, що квант — це те, що я називаю «багатотиповим» зусиллям. Він мультидисциплінарний, міжвідомчий (з точки зору державної підтримки), багатогалузевий і багатонаціональний.  Таким чином, прогрес буде прискорений завдяки стратегічним, наскрізним і скоординованим інвестиціям у широкий дослідницький портфель. 

Яким чином країни мають збалансувати свої вимоги до національної безпеки з потребою в міжнародній співпраці та глобальних ланцюжках поставок квантових технологій?

Цілком зрозуміло, що національні інтереси повинні відігравати певну роль у контролі над потоком інформації в певних чутливих випадках квантового використання – хоча, зрештою, будь-які обмеження потрібно впроваджувати обережно та в партнерстві між країнами-однодумцями. Наразі здається передчасним вводити надмірні обмеження. Існує широке розуміння необхідності відкритого обміну інформацією, можливостями досліджень і розробок і науковими/інженерними талантами для заохочення міждисциплінарної співпраці між центрами передового досвіду в усьому світі.

Наскільки добре позиціонуються нинішні зусилля США в галузі квантової науки та технологій?

Якщо дивитися з точки зору вхідних ресурсів, то у США все добре: державні інвестиції в квантові дослідження та розробки на 2022 рік становлять близько 900 мільйонів доларів США – у порівнянні із сукупними щорічними глобальними витратами на квантові дослідження в державному та приватному секторах, які оцінюються приблизно в 30 мільярдів доларів. З точки зору результатів також, США формуються конкурентоспроможними, реєструючи найбільшу кількість високоцитованих наукових публікацій, які мають значний вплив, разом з Китаєм.

Чи існує небезпека, що надмірний ажіотаж зашкодить репутації квантової індустрії?

Це ключове питання, яке часто виникає. Навколо квантового сектору, безперечно, спостерігається великий ажіотаж і інтерес із зростанням рівня інвестицій державного та приватного секторів. Тут, у QED-C, ми не бачимо доказів того, що можна було б назвати «бульбашкою» – лише дослідники та компанії в новому ланцюжку постачання повідомляють про стабільний прогрес у своїх дорожніх картах розвитку, одночасно вирішуючи багато складних технологічних та інженерних проблем уздовж спосіб. Насправді такі організації, як QED-C, відіграють значну роль у управлінні очікуваннями. Головним чином це означає обмін достовірними, заснованими на фактах даними та показниками прогресу, щоб різні зацікавлені сторони – політики, фінансові агентства, інвестиційне співтовариство та промисловість – мали детальне розуміння сучасного стану та того, де квантові технології прямує.

У всьому світі визнається нестача кваліфікованих працівників у квантовій робочій силі. Які навички потрібні, щоб подолати розрив?

Існує помилкова думка, що працівники повинні мати ступінь доктора філософії – бажано з фізики – щоб працювати в цій галузі. Це абсолютно не так. Виробники та розробники на ранній стадії квантового ланцюга постачання відчайдушно потребують науковців, інженерів і техніків, особливо тих, хто має досвід у суміжних галузях, наприклад, кріогеніці, випробуваннях і вимірюваннях, науці про дані або проектуванні схем. Більше того, завдяки цілеспрямованому навчанню та розвитку персоналу професіонали середньої кар’єри у суміжних дисциплінах можуть перейти до кар’єри у квантовій галузі (див. «Квантові техніки: збільшення кількості талантів» нижче).

Ясно одне: квантовий сектор наповнений можливостями для амбітних людей, які володіють цілим рядом навичок, необхідних компаніям, що займаються виробництвом обладнання, програмним забезпеченням і, зрештою, кінцевим користувачам квантових технологій у таких ключових галузях, як фармацевтика, фінанси та охорона здоров’я. Нам також потрібні комерційно орієнтовані технічні продавці, які розуміють, як підживлювати ринок квантових програм, що зароджується. Таким чином, квантова індустрія пропонує різноманітні шляхи для талановитих вчених та інженерів, щоб еволюціонувати від основної технічної ролі до діяльності з розвитку бізнесу, якщо вони захочуть.

Квантові техніки: збільшення кількості кадрів для промисловості

У той час як тривають зусилля з підготовки студентів на рівні бакалавра, магістра та доктора філософії до ролей квантової інженерії та вчених, існує кілька програм асоційованого ступеня та спеціалізованих програм професійної освіти, спрямованих саме на підготовку «квантових техніків». Це головний висновок Керівництво зі створення робочої сили Quantum Technician, нове дослідження від QED-C, консорціуму американських і міжнародних зацікавлених сторін, метою якого є прискорення зростання в ланцюжку постачання квантової галузі.

Квантові техніки виконують багато ключових функцій у компаніях, що займаються квантовими технологіями, включаючи виготовлення систем і компонентів, складання пристроїв, визначення характеристик, тестування, експлуатацію та обслуговування. Більше того, зазначається у звіті, попит на кваліфікованих техніків «очікується, що зростатиме, оскільки галузь продовжує свій швидкий розвиток», з гострою потребою збільшити цю частину робочої сили в найближчій перспективі.

Для роботи квантового техніка зазвичай потрібен ряд спеціальних знань і навичок, включаючи досвід роботи з вакуумними, кріогенними та оптичними системами, а також навички програмування та програмування. Поточні стратегії найму часто зосереджені на наборі кандидатів із суміжних технологічних секторів, серед яких мікроелектроніка, виробництво напівпровідників і фотоніка, із власними програмами спостереження, які забезпечують навчання нових співробітників без відриву від роботи.

Однак у звіті QED-C наголошується на «більш скоординованому підході, спеціально спрямованому на заповнення квантової робочої сили» і, у свою чергу, на підвищення продуктивності та комерційних можливостей, особливо в невеликих компаніях.

Рекомендації в дослідженні QED-C включають: визначення типів ролей квантових техніків та інвестування в маркетинг для підвищення обізнаності про кар’єрні траєкторії; відображення існуючих навчальних програм у порівнянні зі знаннями, навичками та навичками, які потрібні квантовим технікам; та створення місцевих партнерств між вищою освітою, промисловістю та системою Національної лабораторії США. У доповіді також міститься заклик до створення програми акредитації для навчальних програм з квантових технологій і додаткових грошових коштів для закладів, які зосереджені на квантовому навчанні та освіті, а не на дослідженнях.

«Виробництво квантових систем ще не досягло великих обсягів виробництва», — підсумовується у звіті. «Таким чином, багато хто припускає, що попит на квантових техніків низький або відсутній взагалі. Це поширена помилка – насправді ролі квантових техніків дуже актуальні на стадіях експерименту та прототипу».

Посібник зі створення робочої сили Quantum Technician: Рекомендації щодо перекваліфікації та підвищення кваліфікації для підготовки робочої сили Quantum Technicians доступний на ексклюзивній основі для членів QED-C.

QED-C спочатку був запущений як ініціатива США, але згодом став відкритим для членства організації з 36 країн-однодумців. Що спричинило цю зміну?

Квантові дослідження та розробки та технологічні інновації відбуваються в глобальному масштабі, і, безумовно, США наразі не мають одноосібної лідерської позиції чи величезної переваги. Ми з самого початку визнали – разом із нашими федеральними урядовими спонсорами – що міжнародне партнерство зрештою буде фундаментальним для успіху місії QED-C. Крім того, наші члени дивляться на глобальні можливості, коли йдеться про ринки, клієнтів, технологічних партнерів і навіть інвесторів. Допомагати нашим членам досягти успіху в цих координатах – це те, що ми намагаємося робити щодня в 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="Квантові шляхи Квантова індустрія наповнена різноманітними можливостями для кар’єрного росту, з цілим набором навичок, необхідних компаніям, що займаються виробництвом обладнання, програмним забезпеченням і, зрештою, комерційним кінцевим користувачам квантових технологій. (З дозволу: Oxford Instruments NanoScience)” title=”Натисніть, щоб відкрити зображення у спливаючому вікні” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/quantum-innovation-how-strategic-focus-can -turbocharge-the-technology-roadmap-physics-world-1.jpg”>Інженер працює на квантовому комп'ютері
Квантові шляхи Квантова індустрія наповнена різноманітними можливостями для кар’єрного росту, з цілим набором навичок, необхідних компаніям, що займаються виробництвом обладнання, програмним забезпеченням і, зрештою, комерційним кінцевим користувачам квантових технологій. (З дозволу Oxford Instruments NanoScience)

Як промисловість і уряд повинні підходити до досліджень і розробок квантових обчислень, враховуючи, що незрозуміло, які технології платформи – надпровідні схеми, іонні пастки, фотонні процесори тощо – виявиться комерційно життєздатним?

Уряд зосереджується на передконкурсних фундаментальних і прикладних дослідженнях. Це означає віддавати пріоритет основним апаратним і програмним технологіям, підкріпленим теоретичним розумінням, експериментальними системами, дизайном і виготовленням пристроїв – і просувати всі ці дослідницькі шляхи одночасно. З боку галузі, тим часом, компанії в усьому ланцюжку постачання повинні якнайшвидше просуватися від науково-дослідної лабораторії до сталого прибутку та довгострокового комерційного застосування.

Ще одна сфера, яку необхідно зміцнити, — це взаємодія з кінцевими користувачами квантових обчислень у різноманітних галузях — від кількісних фінансів і страхування до медицини, телекомунікацій, передових матеріалів тощо. Згодом «квантових виробників» стане набагато більше, ніж «квантових виробників», і всі ці учасники повинні зараз створювати команди дослідників, щоб з’ясувати, як квантові технології вплинуть на їхні галузі.

Слухайте повне інтерв’ю на Світ фізики канал подкастів: “Квантова наука й технології процвітають, коли промисловість і уряди об’єднують зусилля".

Часова мітка:

Більше від Світ фізики