Автор: Бахмат М.
Квантовые технологии в фокусе внимания: глобальный рынок квантовых вычислений оценивается в $1.42 млрд и будет расти со среднегодовым темпом прироста в 20,5% как минимум до 2030 года по данным Grand View Research. Очевидно, что мы на пороге революции, в результате которой квантовые компьютеры смогут решать задачи, недоступные традиционным вычислительным системам. В то же время в отрасли наблюдается дефицит кадров — как подсчитали в McKinsey, на три вакансии в области квантовой инженерии есть всего один квалифицированный претендент. Возможность получить качественное образование в области квантовых технологий может смягчить ситуацию, хотя и не в краткосрочной перспективе, и поможет преодолеть квантовый рубеж — этап, который предшествует переходу от теоретических знаний к массовому практическому внедрению.
- Нехватка талантов — серьезное препятствие
- Почему квантовые компьютеры так сложно создавать и масштабировать?
- Что происходит на современном рынке труда в области квантовых технологий
- Что делать прямо сейчас
- Образование в области квантовых вычислений: самое важное
Нехватка талантов — серьезное препятствие
Самое мощное оборудование бесполезно без квалифицированных людей, которые его проектируют, создают и программируют. Текущий дефицит специалистов, готовых к работе с квантовыми технологиями, является одним из самых значительных барьеров для роста. Поэтому так необходимы изменения в сфере образования в области квантовых вычислений, в частности, развитие магистерских программ для повышения квалификации студентов. Пока они доступны менее чем в 20% университетов, в которых можно получить образование в области квантовых вычислений, и два из пяти этих учебных заведений расположены в США.
Почему в сфере квантовых вычислений возник дефицит кадров? В основном из-за редкого набора знаний и навыков — как в физике, так и в современных компьютерных технологиях. В большинстве учебных программ физика и информационные технологии разделены или незначительно пересекаются, поэтому специалисты, которые глубоко разбираются в обоих предметах, еще редкость.
Такие компании как IBM, Google и Rigetti не только активно формируют спрос на специалистов, но и предоставляют им возможность получить образование в области квантовых вычислений. Например, IBM запустила программу подготовки более 40 000 студентов (Университет Токио, Сеульский национальный университет и другие вузы), на постоянной основе проводит онлайн-обучение для всех желающих под руководством экспертов IBM Quantum, предлагает большой объем обучающих материалов на своей платформе IBM Quantum Learning и многое другое. Google через программу Quantum AI Education предлагает бесплатные курсы на Coursera с сертификацией, а Microsoft интегрирует Azure Quantum в университетские программы, предоставляя студентам реальный доступ к квантовому оборудованию.
Однако этих усилий недостаточно, поэтому многие потенциально талантливые специалисты все еще не могут получить знания в нужном объеме. В итоге спрос на кадры растет, но сталкивается со слабым предложением, поэтому дефицит кадров становится главным узким местом для развития квантовой отрасли. Главным, но не единственным.
Почему квантовые компьютеры так сложно создавать и масштабировать?
Не только недостаточное образование в области квантовых вычислений замедляет преодоление квантового рубежа. Есть и другая причина — сложность самих квантовых систем и технологические препятствия, которые требуют сложных инженерных решений.
Создание полезного квантового компьютера — это монументальная научная и инженерная задача. В отличие от классических компьютеров, которые оперируют определенными 0 и 1, квантовые системы работают с вероятностными и хрупкими квантовыми битами (кубитами).
- Хрупкость кубитов. Они очень чувствительны к окружающей среде, и любой «шум», то есть внешнее воздействие — тепло, вибрация, электромагнитное поле — может привести к потере квантовой информации (этот процесс называется «декогеренция»). Чтобы исключить подобные ошибки, влияющие на точность вычислений, инженеры стремятся добиться большей отказоустойчивости квантовых компьютеров с помощью квантовой коррекции ошибок. Таким образом, хрупкость кубитов — самая большая проблема в квантовых вычислениях, поэтому создание стабильного «логического кубита» остается ключевой задачей всей отрасли.
- Сложность масштабирования. Речь не просто о добавлении новых кубитов, также требуется оркестровка миллионов компонентов в интегрированной системе при одновременной защите от внешнего воздействия. Квантовые системы, которые уже развиваются компаниями IBM, Google и другими техногигантами, размещаются в средах с экстремально низкими температурами, что тоже замедляет возможности масштабирования.
С другой стороны, важно не только проектировать сложные квантовые машины, но и учиться на практике применять алгоритмы, которые смогут использовать квантовые компьютеры в задачах, недоступных даже для решения с помощью суперкомпьютеров. Здесь образование в области квантовых вычислений играет ключевую роль — именно благодаря подготовке квалифицированных специалистов возможно будет перейти от теории к реальным решениям.
Квантовая индустрия уже подтвердила квантовое превосходство в некоторых узкоспециализированных академических задачах, но большинство из них не является реальными задачами в бизнесе или науке. Следующим шагом будет показать, как квантовые вычисления могут реально помочь решать важные проблемы в разных отраслях и изменить их к лучшему.
Сделают ли квантовые компьютеры наши компьютеры устаревшими? Нет, причем ответ распространяется даже на суперкомпьютеры. Квантовые компьютеры не заменят классические и не станут универсальными устройствами. Они будут узкоспециализированными ускорителями — например, для моделирования молекул в медицине или оптимизации сложных логистических систем, тогда как для рутинных вычислений останутся предпочтительнее классические компьютеры.
Ниже показано, как отличаются ожидания от того, с чем реально сталкиваются разработчики, ученые и работодатели в квантовой индустрии:
Что происходит на современном рынке труда в области квантовых технологий
Квантовая индустрия активно развивается: техногиганты анонсируют вычислительные системы, построенные на кубитах, публикуют дорожные карты и исследуют создание функциональных систем с коррекцией ошибок. Например, дорожная карта IBM нацелена на создание системы с 200 логическими кубитами к 2029 году, в то время как в Google Quantum AI стремятся построить отказоустойчивую машину с 1 млн физических кубитов к 2030-му.
Рынок труда в сфере квантовых вычислений в течение последних двух-трех лет растет с самыми высокими темпами в сфере технологий. Например, по данным портала Tietalent, только за первые четыре года этого десятилетия количество вакансий в данной индустрии выросло на 180% в период с 2020 по 2024 год, и этот рост продолжается по мере перехода от исследований к практическому применению. И сегодня стартапы и технологические гиганты все чаще и все жестче конкурируют за ограниченный круг специалистов. Это при том, что квантовые вычисления создадут, по оценкам Quantum Insider, 840 тыс. новых рабочих мест к 2035 году и 250 тыс. новых рабочих мест к 2030 году.
Чтобы преодолеть разрыв между спросом и предложением на рынке труда, работодатели меняют подходы к найму. Одни инвестируют внутренние обучающие программы, вторые сотрудничают с ведущими университетами и исследовательскими лабораториями, чтобы подготовить специалиста под свои задачи.
Какие профессии в сфере квантовых технологии будут самыми востребованными до 2030 года?
- Инженеры квантового ПО: пишут алгоритмы, работающие на квантовых процессорах, свободно владеют Python, библиотеками Qiskit, Cirq или PyQuil, а также имеют опыт квантовой коррекции ошибок.
- Инженеры квантового оборудования: проектируют квантовые процессоры, имеют глубокие знания в физике, электротехники и материаловедения.
- Исследователи в области квантовых исследований: работают на стыке теории и практики, имеют глубокие знания в области квантовой физики, совершенствуют методы квантовой коррекции ошибок, задают общее направление развития отрасли.
- Узкие специалисты: занимаются вопросами постквантовой криптографии, квантового ИИ, моделированием новых материалов, оптимизацией работы квантовых компьютеров и другими задачами.
Chief Operating Officer Colobridge, Андрей Михайленко:
«Искусственный интеллект сильно повлиял на развитие квантовых технологий, и сегодня мы видим, как он тесно переплетается с квантовыми исследованиями. Например, ускоряет разработку алгоритмов: машинное обучение используется для оптимизации квантовых схем и стратегий коррекции ошибок. Это, в свою очередь, привело к появлению гибридных ролей — таких, как инженеры квантового ИИ или специалисты по квантовым данным. Кроме того, современные дата-центры становятся настоящими экспериментальными площадками для обучения и экспериментов в квантовых вычислениях».
Как начать изучать квантовые вычисления? Карьерный путь лежит через образование в сфере квантовых вычислений. Это может быть как классическое университетское образование, так и отдельные специализированные программы на их базе. Для быстрого старта можно пройти онлайн-курсы по квантовым вычислениям или же начать самостоятельно изучать открытые программные библиотеки.
Что делать прямо сейчас
Как выглядят практические шаги для начинающих, которые хотят получить образование в сфере квантовых технологий, и реализоваться в своей специальности:
- если вы новичок, начните с курса IBM Qiskit Textbook (бесплатно), «The Complete Quantum Computing Course for Beginners» на Coursera или пройдите другие онлайн-курсы по квантовым вычислениям;
- если вы получили или получаете образование в области физики, изучайте язык программирования Python и библиотеки Cirq, Qiskit — это откроет путь к должности квантового программиста;
- если вы уже занимаетесь разработкой, освойте основы квантовой механики в MIT OpenCourseWare, а затем переходите к практическим задачам.
Образование в области квантовых вычислений: самое важное
- На три вакансии в квантовой инженерии — один квалифицированный претендент.
- Кадровый дефицит в квантовой инженерии — один из главных барьеров роста квантовой отрасли.
- Квантовая сфера требует редкого сочетания знаний физики и современных IT-технологий.
- Создание стабильного логического кубита остается ключевой задачей всей отрасли.
- Квантовые компьютеры не заменят классические, а будут узкоспециализированными ускорителями.
- Количество вакансий в квантовой сфере выросло на 180% с 2020 по 2024 год.
- Квантовые вычисления создадут 250 тыс. новых рабочих мест к 2030 году и 840 тыс. к 2035 году.
- Образование в области квантовых вычислений поможет преодолеть квантовый рубеж — этап перехода от теории к практике.
Квантовые технологии открывают новые возможности, но ближайшие годы останутся временем классической инфраструктуры. Мы в Colobridge уверены: именно сочетание проверенных IT-инфраструктурных решений и инноваций создает основу для устойчивого технологического развития бизнеса.
