پست مهمان توسط ایتامار سیوان، مدیرعامل و یکی از بنیانگذاران، ماشین های کوانتومی
در دهه گذشته، محاسبات کوانتومی اغلب به عنوان رقابتی برای کیوبیتهای بهتر، پایدارتر، نرخ خطای پایینتر و سیستمهای مقیاس بزرگتر طراحی شده است. اما پس از گذراندن سالها کار در سراسر اکوسیستم کوانتومی جهانی، متقاعد شدم که عامل تعیینکننده در این صنعت تنها سختافزار نخواهد بود. مردم خواهند بود.
محاسبات کوانتومی یکی از بین رشتهایترین تلاشهای فناوری است که تاکنون انجام شده است. پیشرفت به فیزیکدانان، مهندسان برق، معماران نرم افزار، متخصصان برودتی، کارشناسان کامپایلر، مهندسان مایکروویو، توسعه دهندگان الگوریتم و به طور فزاینده ای، متخصصان زیرساخت داده و محاسبات با کارایی بالا بستگی دارد. هیچ رشته ای و هیچ شرکت یا آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاهی نمی تواند سیستم های کوانتومی مقیاس پذیر را به صورت مجزا بسازد.
در همان زمان، این رشته با چالش گستردهتری نیز مواجه است: ایجاد خط لوله آگاهی و استعداد بسیار فراتر از خود فیزیک کوانتومی. نسل بعدی متخصصان شاغل در داروسازی، بانکداری، تولید، لجستیک، انرژی و علم مواد به طور فزاینده ای با فناوری های کوانتومی در صنایع خود مواجه خواهند شد. توسعه سواد کوانتومی در مراحل اولیه، در میان دانشآموزان، توسعهدهندگان، مهندسان و رهبران آینده کسبوکار، ضروری خواهد بود، اگر این فناوری از آزمایشگاههای تخصصی به تأثیرات دنیای واقعی در مقیاس منتقل شود.
به همین دلیل است که مراکز استعدادها اهمیت زیادی دارند.
موفق ترین اکوسیستم های کوانتومی دیگر گروه های آکادمیک منزوی یا استارت آپ های فردی نیستند. آنها محیط های متراکمی هستند که در آن دانشگاه ها، استارت آپ ها، شرکت های بزرگ، برنامه های ملی، سرمایه گذاران و ارائه دهندگان زیرساخت ها در مجاورت یکدیگر فعالیت می کنند و به طور مداوم به تبادل ایده ها، افراد و تخصص می پردازند.
در چند سال اخیر، اروپا به یکی از جالبترین نمونههای این مدل در عمل تبدیل شده است. شهرهایی مانند دلفت، کپنهاگ، پاریس، مونیخ و اینسبروک در حال تبدیل شدن به اکوسیستمهای کوانتومی عمیقاً مرتبط هستند. اینها فقط مراکز تحقیقاتی نیستند. آنها مکانهایی هستند که پیشرفتهای علمی به سرعت به سمت مهندسی پیش میرود، جایی که دانشجویان دکترا به بنیانگذاران استارتآپ تبدیل میشوند و تیمهای سختافزار و نرمافزار یاد میگیرند که با هم به عنوان سازندگان سیستم یکپارچه کار کنند.
در ماشینهای کوانتومی، ما این تحول را از طریق کار خود با تیمهای کوانتومی در سراسر جهان مشاهده میکنیم. خرید اخیر ما از QHarbor و افتتاح دفتر QM جدید در دلفت دقیقاً منعکس کننده این تغییر است. و دلفت برجسته است – زیرا عمدا مرزهای بین دانشگاه و صنعت را محو می کند.
محققان در آنجا از تجاری سازی جدا نیستند. آنها به طور سیال بین دو جهان حرکت می کنند. تیم ها از ابتدا در رشته های فیزیک، مهندسی و نرم افزار کار می کنند. نتیجه محیطی است که نه تنها علم عالی، بلکه افرادی را نیز تولید می کند که قادر به ساختن سیستم های واقعی هستند. این تمایز بسیار اهمیت دارد، زیرا محاسبات کوانتومی اکنون وارد مرحلهای شده است که چالش اصلی دیگر صرفاً نشان دادن آزمایشهای مجزا نیست. چالش هماهنگسازی است: یکپارچهسازی سختافزار، نرمافزار، کالیبراسیون، محاسبات کلاسیک، تصحیح خطا و زیرساختهای داده در سیستمهایی که میتوانند در مقیاس قابل اعتماد عمل کنند.
این مستلزم نوع جدیدی از استعداد است. حوزه محاسبات کوانتومی به افرادی نیاز دارد که نه تنها کیوبیتها، بلکه نحوه رفتار کل سیستمها در شرایط عملیاتی واقعی را نیز درک کنند. به مهندسانی نیاز دارد که بتوانند به راحتی بین فیزیک کوانتومی و زیرساخت نرم افزاری در مقیاس بزرگ حرکت کنند. به فیزیکدانان تجربی نیاز دارد که مانند معماران سیستم فکر کنند. به توسعه دهندگان نرم افزاری نیاز دارد که محدودیت های سخت افزار واقعی را درک کنند. این افراد هنوز در سطح جهانی استعدادهای کمیاب هستند. باید تعداد آنها بیشتر باشد.
و بر خلاف محاسبات کلاسیک، که در آن استخرهای استعداد بالغ و به طور گسترده توزیع شده اند، تخصص کوانتومی از نظر جغرافیایی ترکیب می شود. وقتی تیم های قوی با هم جمع می شوند، به یکدیگر سرعت می بخشند. مکالمات غیررسمی، زیرساختهای مشترک، شبکههای استخدام محلی و همکاری نزدیک بین دانشگاه و صنعت، همگی یک اثر چند برابری ایجاد میکنند که تکرار آن از راه دور دشوار است.
این یکی از دلایل اهمیت فزاینده اکوسیستم کوانتومی اروپا است. اروپا همیشه عمق علمی خارق العاده ای در فیزیک کوانتوم داشته است. با این حال، از نظر تاریخی، این قاره گاهی اوقات برای تبدیل رهبری پژوهشی به شرکتهای فناوری در مقیاس جهانی تلاش کرده است. این در حال تغییر است. آنچه امروز متفاوت است، بلوغ فزاینده خود اکوسیستم است. اکنون زیرساخت ها، سرمایه های تخصصی بیشتر، مشارکت صنعتی بیشتر و جابجایی استعدادها بین آزمایشگاه ها و استارت آپ ها بیشتر شده است. نکته مهم این است که یک تغییر فرهنگی نیز در جریان است: شرکت های ساختمانی به طور فزاینده ای مکمل دستاوردهای علمی به جای جدایی از آن دیده می شوند.
ظهور این هاب ها همچنین چگونگی نوآوری را از نظر فنی تغییر می دهد. سیستم های کوانتومی برای توسعه ایزوله عمودی بسیار پیچیده می شوند. هیچ سازمانی به تنهایی مالک تمام لایه های پشته نخواهد بود. پیشرفت آینده به قابلیت همکاری بین پلتفرم های سخت افزاری، سیستم های ارکستراسیون، محیط های نرم افزاری، زیرساخت های ابری و منابع محاسباتی کلاسیک بستگی دارد.
و این به اکوسیستم نیاز دارد. در QM، ما اغلب نقش خود را به عنوان امکان ارکستراسیون در پشته کوانتومی توصیف می کنیم. اما ارکستراسیون به طور یکسان در مورد افراد و سازمان ها اعمال می شود. آینده محاسبات کوانتومی به این بستگی دارد که صنعت چقدر تخصص را در بین رشتهها، شرکتها و مناطق به هم متصل میکند. این امر به ویژه مهم است زیرا میدان به سمت تحمل خطا و محاسبات کوانتومی در مقیاس بزرگ حرکت می کند. تصحیح خطا به تنهایی نیازهای جدید بسیار زیادی را در زیرساخت نرم افزار، محاسبات کلاسیک، مدیریت داده ها و کنترل بلادرنگ ایجاد می کند. مقیاس بندی از ده ها کیوبیت به هزاران یا میلیون ها فقط یک مشکل فیزیک نیست. این یک چالش مهندسی سیستم با پیچیدگی بی سابقه است. و سیستم ها توسط تیم ها ساخته می شوند.
برای اروپا، این یک فرصت بزرگ است. این قاره در حال حاضر بسیاری از عناصر مورد نیاز برای رهبری را دارد: موسسات تحقیقاتی در سطح جهانی، ابتکارات ملی قوی، استعدادهای مهندسی استثنایی، و اکوسیستمهای نوپا به طور فزایندهای پر جنب و جوش. گام بعدی ادامه تقویت بافت همبند بین آنهاست. توسعه استعدادها باید محور این تلاش باقی بماند.
این همچنین به معنای شروع بسیار زودتر است. مفاهیم کوانتومی و آگاهی نباید محدود به برنامه های تخصصی دانشگاه بماند. ما باید نسلهای جوان را از سنین مدرسه به بعد در معرض علوم کوانتومی و فناوریهای کوانتومی قرار دهیم و به دانشآموزان کمک کنیم نه تنها فیزیک، بلکه کاربردهای آینده کوانتوم را در صنایعی مانند مراقبتهای بهداشتی، مالی، تولید، لجستیک، انرژی و علم مواد درک کنند. نیروی کار کوانتومی آینده فقط از فیزیکدانان کوانتومی تشکیل نخواهد شد. این شامل توسعه دهندگان نرم افزار، مهندسان، رهبران محصول، طراحان و متخصصان صنعت خواهد بود که درک می کنند که چگونه فناوری های کوانتومی را می توان در دنیای واقعی به کار برد.
محاسبات کوانتومی مقیاس نمی شود زیرا یک شرکت کیوبیت کمی بهتر می سازد. مقیاس خواهد شد زیرا اکوسیستم ها افراد کافی را تولید می کنند که قادر به ساخت و راه اندازی سیستم های فوق العاده پیچیده با هم هستند. به همین دلیل است که سرمایه گذاری در مراکز استعدادیابی بسیار مهم است. آنها پایه و اساس عصر کوانتومی امروز و فردای ما هستند.
عکس توسط U.Lucas Dubé-Cantin در پیکسل ها
