Hur NC State planerar för framtiden för kvantberäkningar

För att påskynda utvecklingen av kvantberäkningar, North Carolina State University och IBM lägger tekniken i händerna på den framtida arbetsstyrkan på området – högskolestudenter. Ny läroplan och forskning om kvantberäkning, som möjliggörs av IBM:s första universitetsbaserade kvantberäkningshubb i Nordamerika vid NC State, introducerar studenterna för den teknik som experter säger kommer att forma datoranvändning under de kommande åren.

NC State's Q Hub - formellt känd som en av IBMs sju "IBM Q Network Hub" - lanserades vid universitetet i oktober förra året som företagets första partnerskap för kvantdatorer med ett nordamerikanskt universitet. Navet är i första hand en molnbaserad portal till IBM:s kvantdatornätverk, öppen för alla forskare eller studenter som är inspirerade att starta ett projekt med nästa generations datorer.

Kvantberäkningstekniken är i sin linda, sa Bob Sutor, IBM:s VP för kvantstrategi, men tidslinjen för forskning tyder på ett genombrott inom fem år, precis som många av NC:s delstats nuvarande studenter kommer att gå in i arbetskraften.

"Den här branschen är på väg att explodera, och det finns bara ett fåtal program i världen som kommer att utexaminera studenter som är förberedda och kunniga om kvantberäkning", säger Dan Stancil, verkställande direktör för IBM Q Hub vid NC State. "Det kommer att bli en verklig brist på talang under de kommande fem till tio åren."

Kvantberäkningar använder qubits, som kan hålla flera tillstånd samtidigt, snarare än de diskreta ettorna och nollorna som driver logiken hos traditionella datorer, vilket möjliggör exponentiellt snabbare bearbetningshastigheter.

Som en del av partnerskapet mellan IBM och universitet, ges fakultetsmedlemmar och forskare tillgång till IBM:s kvantberäkningsnätverk för att arbeta med vilken forskning eller projekt de väljer. För IBM är fördelen enkel – ju fler som forskar och tänjer på gränserna för kvantberäkning, desto snabbare utvecklas tekniken.

"Det decentraliserar tillvägagångssättet för att ha lokala experter som kan samarbeta vid behov," sa Sutor. "Det är ett sätt att sprida sig över världen att ha dessa högteknologiska centra som kommer att främja kvantberäkning på nästan alla sätt du kan tänka dig."

Flera kurser som erbjuds av universitetet innehåller kvanthubben och administratörer säger att det finns planer på att lägga till fler. Stancil sa att studenter och lärare från en mängd olika discipliner kan hitta användningsområden för tekniken, inklusive kemi, fysik, matematik, datavetenskap och teknik.

"På den lägsta nivån är hur du använder systemet och programmerar maskinen mycket vanligt i alla dessa områden," sa Stancil. "Hur du använder de specifika applikationerna och programmen utöver det kan vara mer specialiserat. Det finns en betydande, gemensam grund för hur vi använder datorerna som vi alla kan dela och interagera med.”

Studenter som inte är inskrivna i en klass som använder kvanthubben kan självständigt ansöka om att göra forskning med en fakultetsmedlem som gör det. Stancil sa att universitetet också på allvar diskuterar en minor inom kvantberäkning och överväger en magisterexamen, men nya klasser är inte det enda sättet att införliva tekniken. Det kan läggas till kurser som redan lär ut traditionell datoranvändning, sa han.

IBM har även installerat kvanthubbar vid Oxford University i England och institutioner i Australien och Japan. Beläget i den tekniktunga Research Triangle Park i Raleigh, NC State är positionerad för att dra fördel av företagspartnerskap lokalt. Universitetet har mer än 70 företags- och regeringspartnerskap, inklusive avtalet med IBM. Stancil säger att Q Hub är ett sätt att föra samman dessa partners.

"Vi vill använda dem för att vara en samlingspunkt för att bygga en universitetsomfattande gemenskap kring kvantberäkningar," sa han. "När vi tar in industriella partners för att arbeta med oss på kvantberäkning, kommer det också att vara en samlingsplats för interaktion där."

Redaktörens rättelse: Det finns sju, inte fem, IBM Q Network Hubs.