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Les ingénieurs quantiques construisent et exploitent du matériel qui utilise des états quantiques. En fonction de la plate-forme, ils fabriquent des nanostructures, alignent des lasers, conçoivent des composants électroniques micro-ondes, refroidissent des appareils à des températures millikelvins, écrivent des logiciels d'étalonnage et analysent des données de mesure. L'objectif est généralement d'améliorer la fidélité, le temps de cohérence, le rendement ou le contrôle plutôt que d'écrire une application grand public.

Un doctorat est courant pour les rôles de recherche et d’architecture de dispositifs, en particulier en physique quantique, mais il n’est pas universel. Les diplômés de licence et de master entrent en tant qu'ingénieurs en électronique, logiciels, cryogénie, photonique et tests. Plus le rôle consiste à inventer un qubit ou à interpréter des expériences fondamentales, plus on s'attend à une formation supérieure avancée.

Il est utile en tant que plate-forme de recherche et pour certaines démonstrations, mais son avantage commercial étendu et tolérant aux pannes reste à prouver. Les appareils actuels sont bruyants et petits par rapport aux machines à correction d’erreurs requises par de nombreux algorithmes. La détection quantique et les communications pourraient atteindre des niches pratiques plus tôt car elles peuvent exploiter un avantage physique spécifique sans ordinateur universel.

L'algèbre linéaire, la mécanique quantique, l'électromagnétisme, la mécanique statistique, la programmation et les méthodes expérimentales sont centrales. Les ingénieurs électriciens ont besoin de connaissances en micro-ondes, RF et contrôle ; les ingénieurs en photonique ont besoin d’optique ; les ingénieurs en matériaux ont besoin de fabrication et de caractérisation. Ce domaine récompense les personnes capables de se déplacer entre les équations, les instruments et le code sans traiter personne comme le problème de quelqu’un d’autre.

L’IA peut faciliter la planification des expériences, l’optimisation des paramètres, la recherche documentaire et la classification des données. Il ne peut pas établir de manière indépendante qu'une mesure physique bruyante est fiable, réparer un système cryogénique ou assumer la responsabilité de la conception d'un appareil. Ce travail est résistant car il associe une science nouvelle à un jugement expérimental pratique, même si l’analyse de routine va s’accélérer.

Aux États-Unis, les ingénieurs en matériel et logiciels quantiques en milieu de carrière gagnent généralement entre 120 000 et 200 000 dollars au milieu des années 2020, avec des forfaits plus élevés dans des entreprises bien financées. Les postes universitaires et dans les laboratoires publics paient moins mais offrent un accès à la recherche. Les salaires européens et asiatiques varient en fonction des systèmes de recherche nationaux et de la rareté des spécialistes expérimentés en cryogénie ou en photonique.