涉及传感、网络和计算的量子技术开始改变医疗卫生、地质学、天体物理学、材料科学和金融等多个领域。基于数十年的理论和实验量子物理学研究,这些新兴技术有可能为不同群体提供就业机会,造福美国社会和国家安全。但目前美国每三个量子技术职位空缺中,只有一名合格的候选人。麦肯锡分析师预测,到 2025 年,美国超过一半的量子职位将空缺。为了发挥该领域的潜力,美国必须开始培养一支能够满足工业界、学术界、政府和国家实验室需求的量子信息科学和技术 (QIST) 劳动力队伍。雇主已经在寻找具有广泛背景的人才。在量子计算领域最热门的工作和职业列表中,Quantum Insider 列出了面向拥有博士学位的软件和硬件工程师和物理学家的职位,以及面向拥有学士学位和编程知识的人员的职位。他们还指出,面向非科学家的市场营销、销售和业务开发领域的量子相关职位空缺越来越普遍。应对这一劳动力挑战的方法是,全国范围内努力在高中和社区学院以及本科和研究生环境中开发量子技术教育途径。通过应用从以前的先进技术转型中吸取的经验教训,美国可以建立一个
摘要:由于其二维性质及其在其较大的带隙内的托管缺陷的能力,六角硼硝酸盐正在迅速成为光子量子技术的平台,作为光子量子技术的平台,可以充当室温单个单光子发射器。在本审查论文中,我们概述了(1)硝化氢硼的结构,性质,生长和转移; (2)通过与从头算的计算相比,在光子量子技术中的应用计算中,颜色中心的颜色中心和缺陷分配; (3)用于颜色中心的电气调整和电荷控制的异质结构设备,构成了Photonic量子技术设备的基础。这篇评论的目的是为读者提供基于六角硼的光子量子量子技术的缺陷工程和装置制造进度的摘要。
利用量子技术的竞争已成为世界各国关注的焦点。近年来,亚洲已成为这场竞争的关键参与者,中国、日本和新加坡等国家在量子研究和开发 (R&D) 方面投入了大量资金。它被认为是人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 等新时代技术的盟友。量子技术是指量子力学原理的实际应用,量子力学是物理学的一个分支,描述物质和能量在最小尺度(如原子和亚原子粒子)上的行为。1 量子技术利用这些原理开发出超越传统物理学能力的设备和系统。量子技术的关键组成部分包括:••量子计算:利用量子比特,由于叠加和纠缠等现象,量子比特可以同时存在于多个状态。量子计算机有可能比计算机更快地解决某些问题
能力框架采用自下而上的方法编制而成。2020 年夏季至 2021 年春季期间,一项为期三轮的研究提供了初步意见,主要来自欧洲 QT 社区的 150 多名参与者参与其中(参见论文《未来量子劳动力:能力、要求和预测》,Phys. Rev. Phys. Educ. Res.,2023 年,doi:10.1103/PhysRevPhysEducRes.19.010137)。通过对每个领域的专家访谈完善结果,最终形成了 1.0 版(2021 年 5 月)。详细信息记录在方法论和版本历史中(2021 年,doi:10.2759/130432)。对于 2.0 版的更新,我们已纳入 QT(教育)社区的反馈和使用经验(参见论文《迈向量子就绪劳动力:更新的欧洲量子技术能力框架》,Front. Quantum Sci. Technol.,2023 年,doi:10.3389/frqst.2023.1225733)。本文还记录了基于 EQF 和相关学位对熟练程度进行初步描述的方法。 2023 年夏季进行了一项行业需求分析,包括与行业代表进行的 30 多次访谈(每次约 30 至 40 分钟)(预印本可用:推进量子技术劳动力:行业对资格和培训需求的洞察,arXiv:2407.21598。2.5 版的更新,以及因此增加的熟练程度三角和资格概况,都是基于这些访谈和其他分析。有关更新、以前的版本和其他信息,请参阅相关的 Zenodo 存储库:F. Greinert 和 R. Müller,《量子技术的欧洲能力框架》,doi:10.5281/zenodo.6834598。
使用量子技术增强空间气候数据和环境过程建模可以彻底改变地球资源监测、不利气候变化评估和预测未来灾害的方式。卫星重力任务提供了其他地球观测任务无法提供的独特观测结果。通过卫星重力测量的重力场监测研究全球物质输送现象,为理解和监测地下水库等提供了重要的见解和关键信息。
量子信息处理是一种复杂的现象,涉及量子计算和量子模拟,专注于解决各种难题,如模拟多体系统、大数分解和理解凝聚态系统,这些问题对于当今的经典计算机来说是不可能实现的。Wu 等人 (2021) 。超冷里德堡原子的控制和操纵为量子信息处理提供了一条有希望的途径 Saffman 等人 (2010) 。量子计算是通过量子门操作执行的。这种量子门操作的基本要求是开发可扩展和高保真度量子比特系统平台,该系统可以按照 DiVincenzo 标准高效地执行长算法操作 DiVincenzo (2000) 。具有高主量子数 n 的里德堡原子具有非凡的特性,例如按 n 4 缩放的长距离偶极-偶极相互作用和
5. James Dargan,“什么是量子计算”,The Quantum Insider,2023 年 3 月 13 日,https://thequantuminsider.com/2023/03/13/what-is-nisq- quantum-computing/。6. Chetan Nayak 博士,“全栈前进:开创性的量子硬件允许在低温下控制多达数千个量子比特”,微软研究院博客,2021 年 1 月 27 日,https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/full-stack-ahead-pioneering-quantum- hardware-allows-for-controlling-up-to-thousands-of-qubits-at-cryogenic-temperatures/。7. Heather West 等人,“IDC 的全球量子计算分类法,2023 年”,国际数据公司 (IDC),2023 年 5 月,https://www.idc。 com/getdoc.jsp?containerId=US49198723。8. Alan Baratz,“当今量子技术在推动面向未来的业务方面的作用”,《福布斯》,2023 年 6 月 26 日,https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2023/06/26/the-role-of-todays-quantum-technology-in-fueling-a-future-proof-business/?sh=5522cc34384e。9. Ryan Babbush 等人,“用于组合优化的容错量子启发式算法汇编”,康奈尔大学,2020 年 7 月 14 日,https://arxiv.org/abs/2007.07391。