Inside Quantum Technologys "Inside Scoop:" Quantum and Quantum Education

Kvantedatabehandling er et voksende studiefelt som har potensial til å revolusjonere hvordan vi behandler informasjon. Utviklingen av kvantedatabehandling er imidlertid fortsatt i de tidlige stadiene og krever et høyt kompetansenivå for å bli fullt ut realisert. Utdanning i kvantedatabehandling er derfor avgjørende for både utviklede land og utviklingsland for å ta igjen og utnytte potensialet. I denne artikkelen diskuterer vi viktigheten av å bruke kvanteutdanning for å utjevne konkurransevilkårene, samt gi noen få eksempler på sentrale kvanteutdanningsgrupper innenfor dagens økosystem. Siden det er mange flere kvanteutdanningsprogrammer der ute, er ikke denne listen en nøyaktig representasjon av mulighetene studentene har til å lære i dette rommet, men fremhever i stedet noen få nøkkelprogrammer.

Utviklingsland står overfor unike utfordringer når det gjelder kvanteutdanning. For det første har disse landene kanskje ikke de samme ressursene og finansieringen som utviklede land, noe som gjør det vanskeligere for dem å etablere forskningssentre eller investere i nødvendig infrastruktur. For det andre kan de mangle ekspertisen som kreves for å engasjere seg fullt ut i forskning på dette feltet. Derfor kan kvanteutdanning hjelpe disse landene med å overvinne disse utfordringene. "Mange kvanteutdanningsprogrammer er digitale og kan nås fra hvor som helst i verden, uavhengig av landets kvanteinfrastruktur," forklarte Dr. Olivia Lanes, En IBM Quantum forsker og den nordamerikanske lederen for IBM Quantum's utdanningsprogram, Qiskit. "Dette har allerede brakt eksponering og løftet om nye, spennende karriere- og læringsmuligheter til folk som ellers ikke ville vært klar over deres eksistens. Ved å legge ut så mye på nettet trenger du ikke lenger å ha tilgang til privilegiene til en fancy skole eller et dyrt laboratorium for å lære kvantefysikk praktisk." Lanes har tidligere diskutert viktigheten av kvanteutdanning i en artikkel for Vitenskapelig amerikaner. 

Denne typen læring kan også hjelpe utviklingsland å bygge bro over det teknologiske gapet med utviklede land. "Internasjonale virtuelle utdanningsmuligheter og virtuell tilgang til kvantedatamaskiner kan absolutt bidra til å jevne konkurransevilkårene," sa Gabbie Meis og Ali Warshay av QubitxQubit, et non-profit kvanteutdanningsprogram. "Vi vet at ressursene som er tilgjengelige for studenter fortsatt varierer utrolig avhengig av hvor du befinner deg, men programmer som vårt er ment å være et springbrett til avanserte studier på universiteter eller industrier."

Kvantedatabehandling har potensial til å forstyrre flere bransjer, og utviklede land investerer allerede tungt i forskning og utvikling på dette området. Utviklingsland kan imidlertid også ta igjen ved å investere i utdanning og forskning på dette feltet. "Kvanteutdanningsprogrammer når alle land over hele kloden, og det er en økning i interessen for å ta opp kvanteberegningsrelaterte jobber i både utviklede land og utviklingsland," forklarte Shraddha Shankar Aangiras, grunnleggeren av kvanteutdanningsprogrammet Quetzal. Med kvantekurs som hovedsakelig tilbys på nett, tror jeg at spillefeltet allerede blir jevnt.» Ved å gjøre det kan de skape nye muligheter for sine økonomier og industrier, og posisjonere seg som ledere innen kvantedatabehandling.

Selv i utviklede land som USA eller Storbritannia mangler fortsatt kvanteutdanning. Som Lanes forklarte, "kvantearbeidsstyrken er fortsatt veldig underutviklet i USA, og uten bredere eksponering vil dette problemet ikke løse seg med det første." Dette skaper enorme problemer for kvantedatabedrifter og forskningsprogrammer som ønsker å fylle teamene sine med kvalifiserte kandidater.

For Lanes er mangelen på kvanteutdanning et mer generelt problem enn bare kvanteøkosystemet. "Når det gjelder utdanning som helhet, tror jeg at kvanteutdanning er bra for STEM generelt," la hun til. "Vi har blitt et samfunn som er så avhengig og avhengig av vitenskap og teknologi, men likevel så få mennesker virkelig forstår dem (Carl Sagan sa dette først, jeg parafraserer). Med fremveksten av AI, kvanteteknologi og andre teknologier, står vi på et prekært sted der disse teknologiene må brukes av mange, men utviklingen er bare i hendene på de få.»

Ser på forskjellige kvanteutdanningsprogrammer

For å løse disse problemene innen kvanteutdanning har Lanes, Meis, Warshay, Aangiras og mange andre rundt om i verden bidratt til å lage ulike læringsprogrammer for å lære det grunnleggende om kvantedatabehandling, og forsøke å bygge bro over arbeidsstyrken. Dette gir igjen folk fra hele verden muligheten til å utvikle spesifikke ferdigheter og gjøre dem mer arbeidsdyktige for fremtidige jobbåpninger. I land som India hvor arbeidsmarkedet er ekstremt begrenset, kan kvanteutdanning gi mange studenter en fordel i å finne en jobb i landet, ettersom Indias kvanteøkosystem vokser betydelig, men se også andre steder hvis den enkelte ønsker det.

Lanes hjelper til med å lede Qiskit kvanteutdanningsprogram støttet av IBM Quantum. Dette programmet er et av de mest brukte utdanningsprogrammene og lar studentene oppnå sertifikater og kvalifikasjoner i forskjellige aspekter av kvantedatabehandling. "Jeg tror Qiskit er unikt fordi det ikke bare er et flott, åpen kildekode, pedagogisk verktøy, men det er også et topp moderne forskningsverktøy," la Lanes til. "Det er flott for alle nivåer av elever, fra folk som akkurat har startet sine kvantereiser til ekspertforskere på feltet som prøver ut et nytt eksperiment." På grunn av den brede tilgjengeligheten, kan både individuelle studenter og bedrifter som ønsker å implementere kvantestrategier lære av denne læreplanen. Som Lanes forklarte, "Det er mange måter å utnytte disse programmene på. For eksempel kan enkeltpersoner bruke Qiskit-læreboken og YouTube-serien til å oppgradere seg selv, og bedrifter/partnere kan sende delegater til sommerskoler som deretter kan bringe tilbake nyervervet kunnskap til bedriften deres. Jeg tror alle de gratis ressursene er avgjørende for den videre utviklingen av kvanteøkosystemet fordi det gir både bedrifter og enkeltpersoner muligheten til å lære materiale som tidligere har vært låst bak dørene til høyere utdanning. For svært liten startinvestering kan du åpne dører til fremtidig teknologi."

Andre som Meis og Warshay er enige om at kvanteutdanning krever liten startinvestering. Programmet deres, QubitxQubit, bruker IBM Quantums kvantedatateknologi for å undervise et mer målrettet publikum. "Qubit by Qubit fokuserer på det vi definerer som 'Early Learner'," sa Meis og Warshay. "Det meste av arbeidet vårt fokuserer på videregående skole og grunnutdanning og utvikling av arbeidsstyrken, men vi har også hatt lærere, pensjonister og de i arbeidsstyrken som er nye innen kvante og ser etter en tilgjengelig introduksjon."

Siden Meis og Warshay, sammen med QubitxQubit-teamet, retter seg mot studenter med mindre data- eller vitenskapsbakgrunn, vil de sørge for at programmet deres er så tilgjengelig som mulig. De forklarer at «Vi vet at de fleste lærebøker og andre ressurser ikke er på det nivået hvor studentene føler seg trygge på å dykke inn med en gang – strukturen til live, virtuell programmering med laboratorier for små grupper bidrar virkelig til å gjøre en forskjell for elevene våre. Fremfor alt har vi som mål å betjene studenter som er underrepresentert i STEM, er de individene fra minorisert kjønn eller etnisk bakgrunn, førstegenerasjons, eller identifiserer seg med en annen bakgrunn som er underrepresentert i STEM, og de som ellers kanskje ikke har tilgang til muligheter som dette , som betyr grasrotoppsøking og møte studenter der de er – klasserom, samfunnsorganisasjoner og online.» Med studenter i «early learner»-fasen, mener Meis og Warshay at hvem som helst kan dra nytte av deres kvanteutdanningsprogram. "Kvantedatabehandling er et så tverrfaglig felt, og ferdighetene som utvikles i kvanteutdanningsprogrammer er universelt overførbare til andre felt og karrierer, enten for markedsførere eller kvanteforskere. For folk som kanskje synes kvantedatabehandling er for utfordrende eller komplisert til å komme i gang, har vi svært få om noen forutsetninger. Jeg vil oppfordre dem til å ta kontakt med QubitxQubit for å utforske hvilke muligheter det er mest fornuftig å komme i gang med! [For spørsmål om QubitxQubits programmer, vennligst ta kontakt med quantum@the-cs.org].”

Andre, som Aangiras, har utviklet mer lokaliserte kvanteutdanningsprogrammer. Som Aangiras forklarte: "Quetzal er en karriereakselerator for kvantedatabehandling for studenter i India. Vi skal trene 2,000 studenter på tvers India i kvanteberegning, med sikte på å oppgradere dem og forbedre deres ansettelsesevne. Vi tar imot alle STEM-studenter, siden vi tror det er viktig for dem å kjenne til fremtidig teknologi. Dette programmet vil være unikt ved å gi de 100 beste studentene praksisplasser i kvantedatabehandling, som vil hjelpe dem å øke sine ferdigheter og ansettelsesevne i kvantearbeid. Vi har allerede vår første partner og er i samtale med noen få andre selskaper også. Disse selskapene vil være vertskap for våre praktikanter og er glade for å se flere studenter komme inn i kvanteindustrien." Ettersom India for tiden står overfor en gigantisk jobbmangel, tror Aangiras og andre at kvantedatabehandling kan bidra til å tilby mer konkurransedyktige og attraktive muligheter for Indias voksende arbeidsstyrke. Selv om Aangiras selv fortsatt går på videregående, tror hun at et mer lokalisert og bredt kvanteutdanningsprogram kan være fordelaktig for samfunnet hennes. Med kvantum er så tverrfaglig, kan alle i STEM delta og bidra enormt. Kvanteutdanningsprogrammer har også mye fysikk, matematikk og informatikk integrert i dem, så enkeltpersoner kan også dra nytte av en forbedret forståelse av disse feltene, selv om de ikke driver med kvanteberegning, la hun til.

I motsetning til Queztal, Microsofts Azure Quantum utdanning program er mer teknisk, og fokuserer spesielt på kvantedataspråket til Q#. "Folk kan utforske kvantemaskinvare gratis med Azure Quantum som en del av vårt Quantum Credits-program," sa Dr. Krysta Svore, fremstående ingeniør og visepresident for Advanced Quantum Development, innen Microsoft Quantum. "Disse programmene utdanner om kvanteberegning og bygger kunnskap om teknologien for bruk i fremtidige karrierer." Med en mer teknisk tilnærming er Microsofts kvanteutdanningsprogram rettet mot mer avanserte studenter med spesifikke kvantekarrierer i tankene. Som Svore uttalte: «Alle talenter er avgjørende for en kvantedrevet fremtid, og Microsofts globale kvantestrategi er gjort bedre med hjelp fra hele verden. Partneruniversiteter utnytter Microsofts kvanteprogrammeringsspråk, Q#, og det tilhørende utviklingssettet for å utdanne neste generasjon dataingeniører og forskere.

Selv om kvantedatabehandling fortsatt utvikles, utnytter mange kvanteutdanningsprogrammer og organisasjoner denne ettersleptiden for å trene opp neste kvantearbeidsstyrke, slik at når tiden er klar, kan industrien utvide seg enda mer.

Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, kvanteteknologi og AI. Arbeidet hennes har blitt omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mer.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tilgang her.
• Kjøp og selg aksjer i PRE-IPO-selskaper med PREIPO®. Tilgang her.
• kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-quantum-education/