2024 年及以后的量子生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展趨勢

  ICC訊 得益于量子技術的發(fā)展，人們能夠利用量子力學的基本原理來解決當前技術難以解決甚至無法解決的問題。量子技術能夠對眾多領域產生深遠影響，包括復雜的仿真和計算、安全通信以及強大的成像和傳感技術。各國政府、各行各業(yè)均已意識到，要想在專注的賽道上贏得競爭優(yōu)勢，并且胸有成竹地迎接全新的技術突破，大力投入量子研究和盡早推廣量子技術應用勢在必行。

  過去幾十年間，量子科學的穩(wěn)步發(fā)展，許多分支技術已經從高校實驗室研究階段轉入初創(chuàng)企業(yè)、高科技公司和軍事領域應用階段。因此，量子社區(qū)也在不斷壯大，從以主導研究的量子物理學家為主，發(fā)展到了大批擁有廣泛專業(yè)知識、技術專長和相關背景的專業(yè)人員，比如各種工程學科的技術人員，以及眾多商業(yè)人士、投資者和企業(yè)家的紛紛加入。

  在這一轉型過程中，學術界和產業(yè)界的量子中心、量子孵化器以及地方和國家量子生態(tài)系統(tǒng)在過去幾年中逐漸崛起，大舉建立和培養(yǎng)相應的人才資源體系，為實現長期成功奠定基礎。這類機構和生態(tài)系統(tǒng)一方面對外部人才有著迫切的需求，另一方面需要培養(yǎng)內部的學生和工程師，以實現可持續(xù)的技術成長。

  本文將探討在構建量子生態(tài)系統(tǒng)方面是德科技發(fā)現的一些持續(xù)性趨勢。

  國家量子技術計劃

  在量子技術領域構建世界領先的專業(yè)知識和技能，需要投入大量時間和資金，這一般是通過現有的學術性量子研究社區(qū)來推動。作為學術界和產業(yè)界量子研究團隊協作開展研究的環(huán)境，量子生態(tài)系統(tǒng)一般是為了支持學術界和產業(yè)界的共同利益而創(chuàng)建，其中包括吸引人才，以及發(fā)揮各個成員的優(yōu)勢和能力。這類地方性量子生態(tài)系統(tǒng)一方面積極開展教育，另一方面大力吸引其他地方的人才和產業(yè)，雙管齊下不斷擴展。因此，生態(tài)系統(tǒng)要想實現成功和自我維持，就必須獲得先進的技術，同時建設良好的創(chuàng)業(yè)文化和世界領先的研究團隊。

  然而，生態(tài)系統(tǒng)中往往也會遇到“知識短板”，導致無法在某些技術上快速取得進展，例如，由于缺少先進的專用潔凈室設施，而無法生產高品質的量子處理器單元(QPU)。人們經?？梢钥吹揭粋€共同趨勢——這些生態(tài)系統(tǒng)會采購商用量子處理器(有時還包括必要的低溫和量子控制系統(tǒng))，其中包含所在國家/地區(qū)希望實現的量子位模態(tài)(一種或多種模態(tài))。通過這種方式，工程師們可以加速開發(fā)本地潔凈室制造工藝和探索最佳量子比特設計，同時積累量子控制和算法方面的本地經驗。在過去幾年里，已經有多款商用量子處理器單元(QPU )和參數放大器產品進入市場。

  量子即服務(QaaS)——云、器件測試和代工服務

  前文提到，發(fā)展量子技術需要投入大量時間、資金和人力。市場迫切需要量子服務提供商提供量子即服務(QaaS)，其中包括可通過云服務遠程訪問的量子處理器、用于設備表征的測試臺，以及為客戶提供制造服務的代工廠。從戰(zhàn)略層面考慮，量子研究團隊可以有選擇地將部分運營外包給第三方 QaaS 提供商，這可能會對量子生態(tài)系統(tǒng)中時間和資源有限的初創(chuàng)企業(yè)產生重大影響。雖然目前這種現象還不普遍，但在 2024 年及以后，市場對 QaaS 的興趣只會有增無減。此外，是德科技還預計，從長遠來看，QaaS 提供商有助于推動設備運行、表征和制造的標準化，從而在未來實現對量子處理器以及量子比特相關技術進行基準測試。

  教育領域的量子技術發(fā)展

  是德科技觀察到的另一個持續(xù)趨勢是，隨著各個國家/地區(qū)大力推進自己的量子計劃，對合格和多元化人才的需求不斷擴大。是德科技預計，為了填補這一需求缺口，在 2024 年及以后，專注研究量子技術的高等教育項目會持續(xù)增加。這些項目通常會與行業(yè)合作伙伴密切協作聯合建設，從中獲得先進的量子控制和讀出技術，讓學生能夠掌握最新的相關技能，為未來從事量子相關工作做好準備。此外，豐富多樣的行業(yè)實習和導師項目也有助于為學生指明未來的職業(yè)發(fā)展方向。

  除了純技術項目外，越來越多的商學院和創(chuàng)業(yè)項目也將更加關注量子技術。他們希望獲得量子技術基礎培訓，以便在快速發(fā)展的量子社區(qū)中贏得競爭優(yōu)勢。

  量子領域的性別平等

  是德科技還觀察到了一個非常積極且發(fā)展迅速的趨勢，那就是業(yè)界在性別平等方面做出了許多工作，致力于提高量子技術領域的女性從業(yè)者比例。多元化、性別平衡的人力資源對各行各業(yè)都非常重要，量子技術當然也不例外。

  隨著全球量子技術研發(fā)的穩(wěn)步推進，量子社區(qū)已不再囿于學術圈，而是擴展到了初創(chuàng)企業(yè)、高科技公司和軍事領域。量子中心、孵化器以及地方和國家量子生態(tài)系統(tǒng)紛紛崛起，大力培養(yǎng)和招攬優(yōu)秀人才，競逐量子商機。要想在不遠的將來發(fā)揮量子技術的潛能，解決人才缺口問題至關重要。

  關于是德科技

  是德科技(NYSE：KEYS)啟迪并賦能創(chuàng)新者，助力他們將改變世界的技術帶入生活。作為一家標準普爾 500 指數公司，我們提供先進的設計、仿真和測試解決方案，旨在幫助工程師在整個產品生命周期中更快地完成開發(fā)和部署，同時控制好風險。我們的客戶遍及全球通信、工業(yè)自動化、航空航天與國防、汽車、半導體和通用電子等市場。我們與客戶攜手，加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個安全互聯的世界。了解更多信息，請訪問是德科技官網 www.keysight.com。

作者：是德科技量子工程解決方案團隊 Philip Krantz 博士