联盟领袖 QED-C是国际斯坦福研究所管理的一个产业驱动型联盟,塞莉娅 · 梅尔兹巴赫是这个联盟的执行董事。QED-C成员多样,背景包括产业界、学术界、政界以及其他利益相关方。QED-C目前的主要目标是加速推进量子研发、技术创新,提供更多商业机会
美国量子经济发展联盟(QED-C)的使命是建立并发展强有力的量子产业及相关供应链。在这次访谈中,QED-C执行董事塞莉娅 · 梅尔兹巴赫(Celia Merzbacher)向本文作者哈米什 · 约翰逊(Hamish Johnson)讲述了QED-C如何通过鼓励政府、科研界和产业界三方的合作解决量子相关技术与从业人员能力之间的不匹配问题。
美国和其他许多国家都制定了量子科技领域的国家战略。为什么这很重要?
量子传感、量子网络和量子计算技术不仅在提升国家安全领域大有可为,而且从长远看,也有重要的经济和社会影响。不过,就技术发展层面来说,这个领域仍然处于相对初期的阶段。量子技术对基础科学的进展提出了明确要求,而基础科学研究主要是由政府资助的。同样值得一提的是,量子领域就是我常说的“多类型”尝试。这个领域涉及多个学科、多种机构、多个部门和多个国家。因此,只有通过战略性、跨领域、多方面协同地投资广泛的研究领域,量子技术的发展才能实现加速。
各国应如何平衡国家安全需求与量子技术对国际合作和全球供应链的需求?
在某些敏感的量子技术用途中,国家利益应当在控制信息流动方面发挥作用,这完全可以理解。只不过,到最后,任何限制性措施都需要在志同道合的国家之间谨慎实施。就目前的情况来说,过度限制为时尚早。要想鼓励全球各大卓越研究中心开展跨领域合作,就必然要开放、共享相关信息、研发机遇以及科学与工程学人才,这点已经得到了广泛理解。
目前,美国在量子科技领域做出了何种程度的努力?
从投入的角度看,美国表现不错。2022年,美国政府在量子研发方面的投入大约为9亿美元——作为对比,据估计,全球各国政府和私营部门每年在量子领域的总支出大约为300亿美元。从产出的角度看,美国的竞争力也越发强大,科研成果在高引用数量、高影响力数量方面与中国并驾齐驱。
过度炒作是否可能损害量子产业的声誉?
这是一个关键问题,也是一个经常出现的问题。随着政府和私营部门在量子领域的投资日益增加,这个领域必然会勾起许多人的热情和兴趣。就QED-C的情况来说,我们没有看到所谓“泡沫”的证据,只是看到这条新兴产业链上的研究人员和研发公司报告称他们正稳步推进发展路线图,同时还一并解决了许多棘手的技术和工程问题。实际上,像QED-C这样的组织在预期管理方面扮演着相当重要的角色。最关键的是,这意味着分享基于实证的可信数据和进展指标,以便各类利益相关方——政策制定者、资助机构、投资界和产业界——细致了解最前沿的量子技术以及未来发展方向。
技能娴熟的量子产业工作人员短缺,这在全球范围内都是一个公认的问题。要增加哪方面的技能培养才能填补这个差距?
对于这个问题,人们普遍有一种误解,那就是错误地认为进入量子领域的工作人员需要有博士学位——最好还得是物理学博士学位。实际情况绝对不是这样。在早期量子产业供应链中,无论是生产商还是开发方都迫切需要科学家、工程师和技术人员,尤其是那些在相关领域有工作经验的人,这些领域包括:低温学,测试和测量,数据科学和电路设计。更重要的是,借助针对性培训和员工发展计划,相关学科的职业中期专业人员也完全有可能将职业生涯转向量子产业。(参见“量子技术人员:扩大产业人才管道”。)
有一点是明确的:对于胸怀大志的个体来说,量子领域到处都是机会,无论是硬件公司、软件公司,还是量子技术关键垂直领域的终端产业(制药、金融和医疗保健),需要的技能都相当多样化。另外,我们还需要拥有商业头脑的技术销售人员,他们得知道通过何种方式推动量子应用的新兴市场。量子产业正是通过这种方式为有才干的科学家和工程师开辟丰富多彩的入门渠道,只要他们愿意,甚至可以从主流技术的研发工作转向商业开发活动。
起初,QED-C只是美国方面发起的一项倡议,但自成立之后,QED-C陆续向36个志同道合的国家开放了成员资格。推动这种变化的动力是什么?
量子研发和技术创新正在全球范围内进行,而此时此刻,美国并不是唯一在这股浪潮中处于领先地位的,并且领先优势也谈不上巨大。我们——以及我们联邦政府的各大赞助方——从一开始就意识到,QED-C是否能践行使命的关键归根到底就是国际伙伴关系。同样,在涉及市场、客户、技术合作伙伴乃至投资者时,我们的成员也都在积极寻找全球范围内的机会。帮助我们的成员在上述维度取得成功正是我们QED-C每天所做的事。
鉴于目前我们还不清楚哪些平台技术——超导电路、离子阱、光子处理器或类似的技术——最终能在商业上具备可行性,产业界和政府应当如何推动量子计算技术的研发?
对政府来说,重点是商业竞争阶段前的基础研究和应用研究。这意味着需要在加深理论理解、升级实验系统、改进装置设计和制造的基础上优先考虑基础硬件和软件技术,同时推动上述所有研究路径。与此同时,对产业界来说,处于供应链上的所有公司都需要尽快从研发实验室走向可持续的收入模式和能够长期发展的商业应用。
另一个需要加强的方面是与各行各业(包括定量金融、保险、医药、电信、先进材料等)内的量子计算终端用户接触。随着时间的推移,量子产业的“使用者”会变得比“生产者”多得多,因此,所有这些使用者都需要现在就组建探路者团队,探明量子技术究竟会怎样颠覆自己所在的行业。
资料来源 Physics World
量子技术人员:扩大产业人才管道
虽然美国各大院校已经开始着手培养有意向的本科生、硕士生、博士生朝量子工程师、量子科学家的方向发展,但目前还几乎没有专门针对“量子技术人员”培训的副学士学位和专业职业教育课程。这就是《建立量子技术人员队伍指南》的主要结论。这份指南的实质是QED-C开展的一项新研究。而QED-C则是一个由美国和来自全球各国的利益相关方组成的联盟,他们的共同目标是快速跟踪整个量子产业供应链的增长。
量子技术人员在量子科技公司中承担着诸多关键职能,包括:系统和组件制造,器件组装、描述、测试、操作和维护。另外,这份指南还特别强调,对训练有素的量子技术人员的需求“预计将随着量子产业的迅速发展而暴涨”,因此,我们迫切需要在短期内填充这部分劳动力。
量子技术人员通常需要掌握多个专业领域的知识和技能,例如:操作使用真空、低温环境中光学系统的经验,以及编程和各种软技能。当前的雇佣策略重点是从邻近技术领域(比如微电子学、半导体制造和光子学)招募候选技术人员,并且通过内部见面会为新员工提供职业培训。
然而,QED-C的报告提出,量子产业界需要“一种专门针对填补量子技术劳动力管道的更协调的方法”,进而提升生产效率、增加商业机会,这对那些较小的公司尤为重要。
QED-C的这项研究提出了不少建议,其中包括:定义量子技术人员的角色类型,并且投资市场营销,以建立技术人员对职业轨迹的认识;将现有培训计划同量子技术人员在实际工作中所需的知识、技能和能力对比;在高等教育院校、产业界和美国国家实验室系统之间建立地方伙伴关系。此外,这份报告还呼吁建立量子技术课程认证计划,并且为专注于量子产业培训和教育而非研究的机构提供额外资金支持。
这份报告总结道:“量子系统的制造还没有达到规模化生产的程度。于是,有很多人认为量子产业对相关技术人员的需求并不高甚至根本不存在。这是一种比较普遍的错误认知。实际上,即便是在试验阶段和原型阶段,也高度需要量子技术人员。”