Hướng dẫn cho lực lượng lao động lượng tử của ngày mai

Chào mừng bạn đến với tương lai. Năm 2022, ngành công nghiệp máy tính lượng tử gần một tỷ đô la đã phát triển từ một dự án đam mê của các nhà vật lý hướng tới tới một ngành công nghiệp B2B thịnh vượng. Chuyên gia dự đoán thị trường công nghệ lượng tử sẽ tăng gấp bốn lần giá trị vào năm 2029. 

Đơn giản là chưa bao giờ có thời điểm tốt hơn ngay bây giờ cho những người tìm kiếm việc làm tiềm năng để tham gia vào điều mà có thể coi là cuộc cách mạng công nghệ lớn nhất kể từ sự ra đời của internet. Nhưng nếu bạn không có bằng Tiến sĩ về vật lý hoặc có lịch sử nghiên cứu về lượng tử thì sao? 

Đừng lo lắng. Thế giới của các công nghệ lượng tử sẽ đòi hỏi nhiều hơn chỉ là những người quản lý dự án và nhà vật lý lý thuyết trong vài thập kỷ tới và xa hơn. Đặc biệt là ở châu Âu, nơi sự đẩy mạnh đến sự đổi mới hữu ích đã đưa ngành công nghiệp này vào một giai đoạn tăng trưởng lớn. 

Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan ngắn gọn về cơ hội hiện tại và dự kiến trong ngành công nghiệp lượng tử, cũng như những gì bạn cần biết để tận dụng chúng.

(Wikimedia Commons: “Một cái nhìn sâu hơn vào một wafer của máy tính lượng tử D-Wave”)

Cơ hội bất tận

Hiện có ít nhất một tá công ty ở châu Âu đang phát triển giải pháp phần cứng cho các ứng dụng máy tính lượng tử. Và, ngược lại, có hàng chục công ty đang làm việc về các thành phần, hệ điều hành, phần mềm và ứng dụng lượng tử. Tất cả điều này đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ cần rất nhiều nhân sự, và không chỉ là những người có bằng thạc sĩ hoặc Tiến sĩ. 

Thông tin này đến từ một báo cáo của nhà đầu tư rủi ro và nhà phân tích Alex Kiltz, người cũng nói rằng Liên minh châu Âu sẽ gần như bằng ngân sách chi của chính phủ Mỹ trong giai đoạn từ nay đến năm 2028. Thậm chí thú vị hơn, Kiltz nói rằng Đức sẽ chi gần gấp đôi trong cùng giai đoạn. 

Những dấu hiệu này cho thấy có thể sẽ xuất hiện một làn sóng việc làm cho các chuyên ngành liên quan đến lĩnh vực cụ thể này. Mặc dù đúng là ngành công nghiệp lượng tử sẽ cần rất nhiều nhà vật lý lượng tử, nhưng có thể nói rằng hầu hết mọi hạng mục STEM sẽ được đánh giá cao trong tương lai. 

Nhà vật lý lý thuyết thường làm việc với chuyên gia toán học và nhà khoa học máy tính ở các giai đoạn đầu của nghiên cứu và phát triển máy tính lượng tử. Và, khi đến việc xây dựng máy tính thực tế, không chỉ đòi hỏi kỹ sư chuyên môn từ cryogenics đến lasers, mà còn có việc phát triển phần mềm và thuật toán mà máy sẽ sử dụng để thực hiện tính toán. 

Cuối cùng, khi một máy tính lượng tử được triển khai, cần một đội ngũ IT tiên tiến để vận hành. Nếu nó tồn tại trên chỗ, đối với các khách hàng lớn như các cơ quan chính phủ, trang web sẽ cần đội ngũ các nhà khoa học, kỹ sư và chuyên gia học máy để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng cách. Và, nếu hệ thống được thiết lập để truy cập qua đám mây, nó đòi hỏi một đội ngũ IT tương tự cộng với người có khả năng vận hành cơ sở hạ tầng đám mây nữa. 

Những người chịu trách nhiệm xây dựng, triển khai, duy trì và vận hành những hệ thống này sẽ là những người tiên phong làm việc tại ranh giới công nghệ. Nếu đó không phải là động lực đủ, Glassdoor nói rằng mức lương trung bình cho một kỹ sư máy tính lượng tử là khoảng 125 nghìn đô la mỗi năm. Chắc chắn có tiền để kiếm được tại ranh giới công nghệ.

(Wikimedia Commons: Một tủ lạnh pha loãng tại Trung tâm Công nghệ Nano London)

Một giáo dục về lượng tử

Có, về cơ bản, bốn cách để tham gia vào cuộc cách mạng máy tính lượng tử từ bên trong:

• Đạt bằng Tiến sĩ/Thạc sĩ trong vật lý lý thuyết hoặc chương trình kỹ thuật liên quan với sự tập trung cụ thể vào các công nghệ lượng tử.
• Đạt bằng STEM trong gần như bất kỳ lĩnh vực liên quan nào, đảm bảo bạn cũng học một số khóa liên quan đến vật lý lượng tử.
• Ứng tuyển hoặc có được kỹ năng và bằng cấp STEM liên quan.
• Đầu tư vào các công ty và khởi nghiệp về công nghệ lượng tử.

Cách đầu tiên có thể mất thời gian nhất, nhưng cũng là con đường chắc chắn nhất. Khó khăn khi tìm được con số cụ thể cho Liên minh châu Âu, nhưng ở Hoa Kỳ các chuyên gia kỳ vọng tổng số người làm nghề vật lý sẽ tăng mạnh 8% từ năm 2021 đến năm 2031 — một tốc độ nhanh hơn so với tất cả các nghề khác. 

Do kích thước và tỷ lệ đầu tư hiện tại vào công nghệ lượng tử từ Liên minh châu Âu và các quốc gia thành viên cá nhân của nó, có thể nói rằng châu Âu sẽ trải qua nhu cầu tương tự với những nhà vật lý mới. 

Những người muốn điền vào khoảng trống đó luôn có thể nộp đơn vào một trong những trường danh giá của lục địa. Không chỉ châu Âu sản xuất nhiều vật lý học nhất trên thế giới, mà Đan Mạch thậm chí còn có sự phân biệt của việc sản xuất nhiều nhất trên đầu người, với 635 người tốt nghiệp cao đẳng mỗi năm cho mỗi triệu công dân. 

Nhưng như đã đề cập ở trên, bạn thực sự không cần phải là một nhà vật lý để tham gia vào trận đấu. Những người đang xem xét việc theo đuổi bằng đại học trong gần như bất kỳ lĩnh vực STEM nào cũng có thể tăng cơ hội làm việc trong lĩnh vực lượng tử mà không cần rời xa khỏi chuyên ngành cốt lõi của họ.

Như Celia Merzbacher, giám đốc điều hành của Hiệp hội Phát triển Kinh tế Lượng tử, gần đây chia sẻ với Symmetry, “Các công ty đang háo hức tuyển dụng những người tốt nghiệp từ các trường kỹ thuật truyền thống với chuyên môn và kiến thức trong các lĩnh vực cổ điển khác nhau như photonics và kỹ thuật phần mềm. Chỉ cần một hoặc hai khóa học thêm về khoa học lượng tử, họ sẽ chuẩn bị tốt cho công việc trong lĩnh vực này.”

Một số lĩnh vực nghiên cứu để xem xét:

• Laser/photonics
• Cryogenics
• Toán ứng dụng
• Khoa học máy tính
• Trí tuệ nhân tạo / học máy
• Bằng kỹ sư cấp cao

Lựa chọn thứ ba có vẻ mơ hồ hơn một chút. Những người đã làm việc trong lĩnh vực STEM, hoặc những người tự học với đặc điểm thích học các mô hình phức tạp có thể, ít nhất là trong lý thuyết, học cách lập trình các hệ thống lượng tử thông qua một trong những dự án nguồn mở có sẵn.

Có nhu cầu rộng rãi cho các lập trình viên lượng tử có kỹ năng lành nghề và chuyên gia học máy am hiểu về cả Qiskit và TensorFlow. Bạn có thể có được chứng chỉ đúng mà không tốn nhiều ngoài chi phí truy cập internet, nhưng bạn có thể phải đối mặt với cạnh tranh với các tốt nghiệp đại học cho vị trí ở các công ty lớn. 

Cuối cùng, bạn luôn có thể tham gia vào tàu lượng tử bằng cách mở ví của mình. Có nhiều công ty công nghệ lượng tử công cộng với ngày càng nhiều bùng nổ. Điều này nằm ngoài phạm vi của bài viết này (hoặc tác giả của nó) để đưa ra lời khuyên tài chính, nhưng đây là một danh sách 24 ví dụ về cổ phiếu lượng tử bạn có thể đầu tư. Bạn cũng có thể tham gia vào thị trường vốn đầu tư lượng tử và tài trợ cho bất kỳ chục công ty khởi nghiệp nào ở châu Âu.

(Wikimedia Commons: Một bộ xử lý tối ưu hóa lượng tử siêu dẫn 128 qubit từ D-Wave)

Tương lai lượng tử của chúng ta

Khi bạn đã có nền tảng và/hoặc bằng cấp có liên quan, triển vọng việc làm của bạn trong lĩnh vực lượng tử chủ yếu phụ thuộc vào địa lý của bạn. Ứng viên ở Trung Quốc, Hoa Kỳ và châu Âu thường sẽ có lợi thế hơn so với những người ở các quốc gia khác, nhưng sự gia tăng của việc làm từ xa đã làm nivell bằng sân bằng. 

Cũng đáng lưu ý rằng với nhu cầu cao thường đi kèm với sự cạnh tranh chất lượng cao cho những vị trí uy tín nhất. May mắn thay, tình hình vẫn khá sáng sủa. Một nghiên cứu gần đây của một đội ngũ nghiên cứu đa ngành đã phát hiện rằng ngành công nghiệp công nghệ lượng tử có khả năng mang đến nhiều cơ hội cho các chuyên gia, nhưng những người có bằng cấp STEM truyền thống không tập trung vào công nghệ lượng tử vẫn được coi là được đánh giá cao trong các công ty trong ngành. Các nhà nghiên cứu cũng cho biết điều này sẽ áp dụng cho những người có bằng đại học cũng như bằng Tiến sĩ. 

Hầu hết bài viết này đã tập trung vào cách bạn có thể trở thành một phần của ngành công nghiệp công nghệ lượng tử đang nổi. Bây giờ, hãy chuyển sự tập trung đó sang tại sao bạn muốn xây dựng máy tính lượng tử hoặc công nghệ liên quan. 

Ngoài việc đó là một lĩnh vực nghiên cứu có lợi nhuận ở lằn ranh của STEM, ngành công nghiệp máy tính lượng tử cũng là một nền tảng mạnh mẽ cho công nghệ tương lai xa. Chắc chắn, có các ngành khác nơi bạn có thể kiếm được nhiều tiền, nhưng làm việc trong lĩnh vực lượng tử có nghĩa là có khả năng giải quyết một số bí ẩn lớn nhất của vũ trụ. 

Siêu máy tính và thuật toán học máy tiên tiến đã đưa chúng ta đến bờ vực hiểu biết về bản chất lượng tử của vũ trụ. Chúng ta có thể đang ở bờ vực hiểu biết về lỗ xuyên, vật chất tối, và kích thước chính xác của vũ trụ, và công nghệ lượng tử có thể đẩy chúng ta vượt qua giới hạn. 

Chúng ta cũng sẽ cần máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử để đưa máy tăng tốc hạt, thử nghiệm năng lượng hạt nhân và trí tuệ nhân tạo lên một tầm cao mới. Và ai biết chúng sẽ làm gì nữa? Chúng ta chỉ ở giai đoạn đầu của công nghệ lượng tử. Điều đó có nghĩa là chúng ta có khả năng hiểu biết về các ứng dụng tiềm năng của lượng tử vào năm 2022 như những nhà khoa học máy tính đã dự đoán iPhone vào những năm 1950.

Trong thời gian chờ đợi đó, các công ty hiện đang tham gia vào ngành công nghiệp lượng tử đang phát triển các ứng dụng mới cho công nghệ một cách ngày càng tăng. Cảm biến lượng tử hiện đang được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng đến hóa học dược, và máy tính lượng tử lai được sử dụng để tăng tốc các quy trình trong ngành vận chuyển, dược học và năng lượng. 

Khi các công nghệ phần cứng mới được phát triển, cũng như các hệ điều hành, phần mềm và thuật toán cần thiết để chạy chúng, những cơ hội đó chỉ nên tăng lên. Cuối cùng, máy tính lượng tử sẽ ảnh hưởng đến hầu hết mọi ngành ở Châu Âu một cách nào đó.