L'informatique quantique est un domaine d'étude émergent qui a le potentiel de révolutionner la façon dont nous traitons l'information. Cependant, le développement de l'informatique quantique en est encore à ses débuts et nécessite un haut niveau d'expertise pour être pleinement réalisé. L'éducation à l'informatique quantique est donc cruciale pour que les pays développés et les pays en développement rattrapent et exploitent son potentiel. Dans cet article, nous discutons de l'importance d'utiliser l'éducation quantique pour uniformiser les règles du jeu, ainsi que quelques exemples de groupes éducatifs quantiques clés au sein de l'écosystème actuel. Comme il existe de nombreux autres programmes éducatifs quantiques, cette liste n'est pas une représentation précise des opportunités que les étudiants ont d'apprendre dans cet espace, mais met plutôt en évidence quelques programmes clés.

Les pays en développement sont confrontés à des défis uniques en matière d'éducation quantique. Premièrement, ces pays peuvent ne pas disposer des mêmes ressources et financements que les pays développés, ce qui rend plus difficile pour eux d'établir des centres de recherche ou d'investir dans l'infrastructure nécessaire. Deuxièmement, ils n'ont peut-être pas l'expertise requise pour s'engager pleinement dans la recherche dans ce domaine. Par conséquent, l'éducation quantique peut aider ces pays à surmonter ces défis. "De nombreux programmes d'éducation quantique sont numériques et accessibles de n'importe où dans le monde, quelle que soit l'infrastructure quantique du pays", a expliqué Dr Olivia Lanes, un IBM Quantum chercheur et responsable nord-américain pour IBM Quantum programme éducatif, Kikit. « Cela a déjà apporté une visibilité et la promesse de nouvelles opportunités de carrière et d'apprentissage passionnantes à des personnes qui, autrement, ne seraient pas au courant de leur existence. En mettant autant de choses en ligne, vous n'avez plus besoin d'avoir accès aux privilèges d'une école sophistiquée ou d'un laboratoire coûteux pour apprendre la physique quantique de manière pratique. Lanes a déjà discuté de l'importance de l'éducation quantique dans un article pour Américain scientifique. 

Ce type d'apprentissage peut également aider les pays en développement à combler le fossé technologique avec les pays développés. "Les opportunités internationales d'éducation virtuelle et l'accès virtuel aux ordinateurs quantiques pourraient certainement contribuer à uniformiser les règles du jeu", a déclaré Gabbie Meis et Ali Warshay de QubitxQubit, un programme d'éducation quantique à but non lucratif. "Nous savons que les ressources disponibles pour les étudiants varient encore énormément selon l'endroit où vous vous trouvez, mais des programmes comme le nôtre sont destinés à être un tremplin vers des études supérieures dans des universités ou des industries."

L'informatique quantique a le potentiel de perturber plusieurs industries, et les pays développés investissent déjà massivement dans la recherche et le développement dans ce domaine. Cependant, les pays en développement peuvent également rattraper leur retard en investissant dans l'éducation et la recherche dans ce domaine. "Les programmes éducatifs quantiques atteignent tous les pays du monde, et il y a un regain d'intérêt pour les emplois liés à l'informatique quantique dans les pays développés et en développement", a expliqué Shraddha Shankar Aangiras, le fondateur du programme d'éducation quantique Quetzal. Les cours quantiques étant principalement proposés en ligne, je pense que le terrain de jeu est déjà égal." Ce faisant, ils peuvent créer de nouvelles opportunités pour leurs économies et leurs industries et se positionner en tant que leaders de l'informatique quantique.

Même dans les pays développés comme les États-Unis ou le Royaume-Uni, l'éducation quantique fait toujours défaut. Comme l'a expliqué Lanes, "la main-d'œuvre quantique est encore très sous-développée aux États-Unis, et sans une exposition plus large, ce problème ne se résoudra pas de si tôt". Cela crée d'énormes problèmes pour les entreprises d'informatique quantique et les programmes de recherche qui cherchent à doter leurs équipes de candidats qualifiés.

Pour Lanes, le manque d'éducation quantique est un problème plus général que le simple écosystème quantique. "En ce qui concerne l'éducation dans son ensemble, je crois fermement que l'éducation quantique est bonne pour les STEM en général", a-t-elle ajouté. "Nous sommes devenus une société si dépendante et dépendante de la science et de la technologie, mais si peu de gens les comprennent vraiment (Carl Sagan l'a dit en premier, je paraphrase). Avec l'essor de l'IA, du quantique et d'autres technologies, nous nous trouvons dans une position précaire où ces technologies devront être utilisées par beaucoup, mais le développement n'est entre les mains que de quelques-uns.

Examen de différents programmes d'éducation quantique

Pour résoudre ces problèmes dans l'éducation quantique, Lanes, Meis, Warshay, Aangiras et bien d'autres dans le monde ont aidé à créer divers programmes d'apprentissage pour enseigner les bases de l'informatique quantique, en essayant de combler le déficit de main-d'œuvre. Cela donne à son tour aux personnes du monde entier la possibilité de développer des compétences spécifiques et de les rendre plus employables pour de futures offres d'emploi. Dans des pays comme l'Inde où le marché du travail est extrêmement contraint, l'éducation quantique peut donner à de nombreux étudiants un avantage pour trouver un emploi dans le pays, car l'écosystème quantique de l'Inde se développe de manière significative, mais aussi chercher ailleurs si l'individu le souhaite.

Lanes aide à diriger le programme d'éducation quantique Qiskit soutenu par IBM Quantum. Ce programme est l'un des programmes éducatifs les plus utilisés et permet aux étudiants d'obtenir des certificats et des qualifications dans différents aspects de l'informatique quantique. "Je pense que Qiskit est unique car ce n'est pas seulement un excellent outil pédagogique open source, mais c'est aussi un outil de recherche de pointe", a ajouté Lanes. "C'est génial pour tous les niveaux d'apprenants, des personnes qui commencent tout juste leur voyage quantique aux chercheurs experts dans le domaine qui essaient une nouvelle expérience." En raison de sa large accessibilité, les étudiants individuels et les entreprises qui souhaitent mettre en œuvre des stratégies quantiques peuvent apprendre de ce programme. Comme l'a expliqué Lanes, « il existe de nombreuses façons de tirer parti de ces programmes. Par exemple, les individus peuvent utiliser le manuel Qiskit et la série YouTube pour se perfectionner, et les entreprises/partenaires peuvent envoyer des délégués aux écoles d'été qui peuvent ensuite rapporter les connaissances nouvellement acquises à leur entreprise. Je pense que toutes les ressources gratuites sont cruciales pour le développement futur de l'écosystème quantique, car elles permettent aux entreprises et aux particuliers d'apprendre du matériel qui était auparavant enfermé derrière les portes de l'enseignement supérieur. Pour un investissement initial très faible, vous pouvez ouvrir les portes de la technologie future. »

D'autres comme Meis et Warshay conviennent que l'éducation quantique nécessite peu d'investissement initial. Leur programme, QubitxQubit, utilise la technologie informatique quantique d'IBM Quantum pour enseigner à un public plus ciblé. "Qubit by Qubit se concentre sur ce que nous définissons comme" l'apprenant précoce "", ont déclaré Meis et Warshay. "La plupart de nos travaux portent sur l'enseignement secondaire et de premier cycle et sur le développement de la main-d'œuvre, mais nous avons également eu des enseignants, des retraités et des personnes sur le marché du travail qui découvrent le quantique et recherchent une introduction accessible."

Alors que Meis et Warshay, ainsi que l'équipe QubitxQubit ciblent les étudiants ayant moins de formation en informatique ou en sciences, ils veulent s'assurer que leur programme est aussi accessible que possible. Ils expliquent que « nous savons que la plupart des manuels et autres ressources ne sont pas au niveau où les étudiants se sentent en confiance pour plonger tout de suite - ainsi, la structure de la programmation virtuelle en direct avec des laboratoires en petits groupes aide vraiment à faire la différence pour nos étudiants. Par-dessus tout, nous visons à servir les étudiants qui sont sous-représentés dans les STEM, qu'il s'agisse de personnes issues d'un sexe ou d'une origine ethnique minoritaires, de la première génération ou qui s'identifient à une autre origine sous-représentée dans les STEM, et ceux qui n'auraient peut-être pas accès à des opportunités comme celle-ci. , ce qui signifie une sensibilisation de la base et la rencontre des étudiants là où ils se trouvent - les salles de classe, les organisations communautaires et en ligne. Avec des étudiants dans la phase « d'apprentissage précoce », Meis et Warshay pensent que n'importe qui peut profiter de leur programme d'éducation quantique. "L'informatique quantique est un domaine tellement interdisciplinaire, et les compétences développées dans les programmes d'éducation quantique sont universellement transférables à d'autres domaines et carrières, que ce soit pour les spécialistes du marketing ou les scientifiques quantiques. Pour les personnes qui pensent que l'informatique quantique est trop difficile ou trop complexe pour démarrer, nous avons très peu de prérequis, voire aucun. Je les encouragerais à entrer en contact avec QubitxQubit pour explorer les opportunités qui auraient le plus de sens pour commencer ! [Pour toute question sur les programmes de QubitxQubit, veuillez contacter quantum@the-cs.org] « .

D'autres, comme Aangiras, ont développé des programmes d'éducation quantique plus localisés. Comme l'a expliqué Aangiras : « Quetzal est un accélérateur de carrière en informatique quantique pour les étudiants de premier cycle en Inde. Nous formerons 2,000 XNUMX étudiants de premier cycle à travers Inde en informatique quantique, dans le but de les perfectionner et d'améliorer leur employabilité. Nous acceptons tous les étudiants STEM, car nous pensons qu'il est essentiel pour eux de connaître la technologie du futur. Ce programme sera unique en offrant aux 100 meilleurs étudiants des stages en informatique quantique, qui les aideront à accroître leurs compétences et leur employabilité dans le domaine quantique. Nous avons déjà notre premier partenaire et sommes également en pourparlers avec quelques autres entreprises. Ces entreprises accueilleront nos stagiaires et sont ravies de voir davantage d'étudiants entrer dans l'industrie quantique. Alors que l'Inde est actuellement confrontée à une énorme pénurie d'emplois, Aangiras et d'autres pensent que l'informatique quantique peut aider à offrir des opportunités plus compétitives et attrayantes à la main-d'œuvre indienne en pleine croissance. Bien qu'Aangiras elle-même soit encore au lycée, elle pense qu'un programme d'éducation quantique plus localisé et plus large peut être bénéfique pour sa communauté. "Le quantum étant si interdisciplinaire, n'importe qui dans les STEM peut entrer et contribuer énormément. Les programmes d'éducation quantique intègrent également beaucoup de physique, de mathématiques et d'informatique, de sorte que les individus peuvent également bénéficier d'une meilleure compréhension de ces domaines, même s'ils ne poursuivent pas l'informatique quantique », a-t-elle ajouté.

Contrairement à Queztal, Microsoft Azur Quantum l'éducation Danse est plus technique, se concentrant spécifiquement sur le langage informatique quantique de Q#. "Les gens peuvent explorer gratuitement le matériel quantique avec Azure Quantum dans le cadre de notre programme de crédits quantiques", a déclaré Dr Krysta Svore, ingénieur émérite et vice-président d'Advanced Quantum Development, au sein de Microsoft quantique. "Ces programmes éduquent sur l'informatique quantique et renforcent les connaissances sur la technologie à utiliser dans les futures carrières." Avec une approche plus technique, le programme d'éducation quantique de Microsoft s'adresse aux étudiants plus avancés ayant à l'esprit des carrières quantiques spécifiques. Comme l'a déclaré Svore : « Tous les talents sont essentiels à un avenir propulsé par le quantique et la stratégie quantique mondiale de Microsoft est améliorée avec l'aide du monde entier. Les universités partenaires tirent parti du langage de programmation quantique de Microsoft, Q#, et de son kit de développement associé pour former la prochaine génération d'ingénieurs et de scientifiques en informatique.

Bien que l'informatique quantique soit encore en cours de développement, de nombreux programmes et organisations d'éducation quantique profitent de ce décalage pour former la prochaine main-d'œuvre quantique, de sorte que lorsque le moment sera venu, l'industrie pourra se développer encore plus.

Kenna Hughes-Castleberry est rédactrice à Inside Quantum Technology et communicatrice scientifique à JILA (un partenariat entre l'Université du Colorado à Boulder et le NIST). Ses rythmes d'écriture incluent la technologie profonde, la technologie quantique et l'IA. Son travail a été présenté dans Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica, et plus encore.

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• La source: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-quantum-education/