量子エンジニア、1926年の量子力学が形式化される

この分野は20世紀の量子物理学と半導体産業から派生した。トランジスタは量子効果が日常の電子機器を支えられることを示し、リチャード・ファインマンが1982年に量子系が量子物理学をシミュレートできるかもしれないと論じたことは、量子コンピューティングを工学上の目標として定義する助けとなった。2010年代以降、大学、政府、企業は超伝導、トラップドイオン、中性原子、フォトニクス、スピンベースの各アプローチを軸に研究室を築いてきた。 量子工学は多くの応用分野で今もなお商業化以前の段階にある。エンジニアは、ノイズを測定し、機器を較正し、装置本来の効果を配線・ソフトウェア・温度の問題と見分けることに多くの時間を費やす。この技能は魔法のような計算ではなく、環境が情報を漏らしすぎると量子的な挙動を失ってしまうシステムを規律を持って制御することだ。

量子エンジニアは量子状態を利用するハードウェアを構築し運用する。プラットフォームによって、ナノ構造を作製し、レーザーを調整し、マイクロ波電子回路を設計し、装置をミリケルビンまで冷却し、較正ソフトウェアを書き、測定データを分析する。目標は通常、消費者向けアプリケーションを書くことではなく、忠実度、コヒーレンス時間、歩留まり、制御性を改善することだ。 博士号は研究職や装置アーキテクチャの職務、特に量子物理学の分野では一般的だが、必須ではない。学士や修士の卒業生は電子回路、ソフトウェア、極低温、フォトニクス、試験のエンジニアとして入ってくる。量子ビットの発明や基礎実験の解釈に近い職務ほど、高度な大学院での訓練が期待される傾向が強い。

研究プラットフォームとして、また選ばれた実証実験としては役立っているが、広範で誤り耐性のある商業的な優位性はまだ証明されていない。現在の装置は、多くのアルゴリズムが必要とする誤り訂正済みの機械に比べると、ノイズが多く小規模だ。量子センシングと量子通信は、汎用コンピューターを必要とせず特定の物理的優位性を利用できるため、より早く実用的なニッチに到達する可能性がある。 線形代数、量子力学、電磁気学、統計力学、プログラミング、実験手法が中心だ。電気工学者にはマイクロ波、RF、制御の知識が必要で、フォトニクスエンジニアには光学が、材料エンジニアには作製と評価が必要になる。この分野は、方程式、機器、コードのどれも他人事にせず、その間を行き来できる人材に報いる。