2024年及以后的量子生态系统发展趋势

作者：是德科技量子工程解决方案团队 Philip Krantz 博士

得益于量子技术的发展，人们能够利用量子力学的基本原理来解决当前技术难以解决甚至无法解决的问题。量子技术能够对众多领域产生深远影响，包括复杂的仿真和计算、安全通信以及强大的成像和传感技术。各国政府、各行各业均已意识到，要想在专注的赛道上赢得竞争优势，并且胸有成竹地迎接全新的技术突破，大力投入量子研究和尽早推广量子技术应用势在必行。

过去几十年间，量子科学的稳步发展，许多分支技术已经从高校实验室研究阶段转入初创企业、高科技公司和军事领域应用阶段。因此，量子社区也在不断壮大，从以主导研究的量子物理学家为主，发展到了大批拥有广泛专业知识、技术专长和相关背景的专业人员，比如各种工程学科的技术人员，以及众多商业人士、投资者和企业家的纷纷加入。

在这一转型过程中，学术界和产业界的量子中心、量子孵化器以及地方和国家量子生态系统在过去几年中逐渐崛起，大举建立和培养相应的人才资源体系，为实现长期成功奠定基础。这类机构和生态系统一方面对外部人才有着迫切的需求，另一方面需要培养内部的学生和工程师，以实现可持续的技术成长。

本文将探讨在构建量子生态系统方面是德科技发现的一些持续性趋势。

国家量子技术计划

在量子技术领域构建世界领先的专业知识和技能，需要投入大量时间和资金，这一般是通过现有的学术性量子研究社区来推动。作为学术界和产业界量子研究团队协作开展研究的环境，量子生态系统一般是为了支持学术界和产业界的共同利益而创建，其中包括吸引人才，以及发挥各个成员的优势和能力。这类地方性量子生态系统一方面积极开展教育，另一方面大力吸引其他地方的人才和产业，双管齐下不断扩展。因此，生态系统要想实现成功和自我维持，就必须获得先进的技术，同时建设良好的创业文化和世界领先的研究团队。

然而，生态系统中往往也会遇到“知识短板”，导致无法在某些技术上快速取得进展，例如，由于缺少先进的专用洁净室设施，而无法生产高品质的量子处理器单元（QPU）。人们经常可以看到一个共同趋势——这些生态系统会采购商用量子处理器（有时还包括必要的低温和量子控制系统），其中包含所在国家/地区希望实现的量子位模态（一种或多种模态）。通过这种方式，工程师们可以加速开发本地洁净室制造工艺和探索最佳量子比特设计，同时积累量子控制和算法方面的本地经验。在过去几年里，已经有多款商用量子处理器单元（QPU ）和参数放大器产品进入市场。

量子即服务（QaaS）——云、器件测试和代工服务

前文提到，发展量子技术需要投入大量时间、资金和人力。市场迫切需要量子服务提供商提供量子即服务（QaaS），其中包括可通过云服务远程访问的量子处理器、用于设备表征的测试台，以及为客户提供制造服务的代工厂。从战略层面考虑，量子研究团队可以有选择地将部分运营外包给第三方 QaaS 提供商，这可能会对量子生态系统中时间和资源有限的初创企业产生重大影响。虽然目前这种现象还不普遍，但在 2024 年及以后，市场对 QaaS 的兴趣只会有增无减。此外，是德科技还预计，从长远来看，QaaS 提供商有助于推动设备运行、表征和制造的标准化，从而在未来实现对量子处理器以及量子比特相关技术进行基准测试。

教育领域的量子技术发展

是德科技观察到的另一个持续趋势是，随着各个国家/地区大力推进自己的量子计划，对合格和多元化人才的需求不断扩大。是德科技预计，为了填补这一需求缺口，在 2024 年及以后，专注研究量子技术的高等教育项目会持续增加。这些项目通常会与行业合作伙伴密切协作联合建设，从中获得先进的量子控制和读出技术，让学生能够掌握最新的相关技能，为未来从事量子相关工作做好准备。此外，丰富多样的行业实习和导师项目也有助于为学生指明未来的职业发展方向。

除了纯技术项目外，越来越多的商学院和创业项目也将更加关注量子技术。他们希望获得量子技术基础培训，以便在快速发展的量子社区中赢得竞争优势。

量子领域的性别平等

是德科技还观察到了一个非常积极且发展迅速的趋势，那就是业界在性别平等方面做出了许多工作，致力于提高量子技术领域的女性从业者比例。多元化、性别平衡的人力资源对各行各业都非常重要，量子技术当然也不例外。

随着全球量子技术研发的稳步推进，量子社区已不再囿于学术圈，而是扩展到了初创企业、高科技公司和军事领域。量子中心、孵化器以及地方和国家量子生态系统纷纷崛起，大力培养和招揽优秀人才，竞逐量子商机。要想在不远的将来发挥量子技术的潜能，解决人才缺口问题至关重要。

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