Os quatro principais desafios enfrentados pela colaboração quântica – e como mitigá-los
Computação Quântica

Os quatro principais desafios enfrentados pela colaboração quântica – e como mitigá-los


Dentro brevemente

  • Os EUA devem reforçar a cooperação em tecnologia quântica com a indústria e as alianças para manter a sua liderança, uma vez que os desafios identificados incluem garantir o investimento a longo prazo, construir cadeias de abastecimento especializadas e colmatar a lacuna crítica de talentos, de acordo com um artigo de investigação do CSIS.
  • Os especialistas da indústria insistem que as aplicações do comércio quântico permanecem não comprovadas, dissuadindo os investidores; comunicar casos de uso específicos a clientes em potencial pode aumentar o financiamento e impulsionar o setor.
  • Os controlos às exportações são vistos como um obstáculo à cooperação eficaz, mas as novas políticas dos EUA, como a Regra Final Provisória (IFR), podem orientar as relações com aliados que utilizam proteções tecnológicas comuns.

O desenvolvimento da tecnologia quântica está prestes a redefinir as técnicas de computação, encriptação e detecção, o que poderá criar uma vantagem significativa ou uma lacuna perigosa para os intervenientes globais na corrida tecnológica, de acordo com investigadores do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais (CSIS).

No entanto, os investigadores acrescentaram que, embora os Estados Unidos sejam atualmente líderes em tecnologia quântica, essa liderança pode estar a diminuir. Para permanecerem competitivos, os Estados Unidos devem trabalhar em estreita colaboração com a indústria e os parceiros internacionais, incluindo as cinco nações do mundo (FVEY), nomeadamente os Estados Unidos, o Reino Unido, o Canadá, a Austrália e a Nova Zelândia.

De acordo com um artigo sobre interoperabilidade quântica, escrito por Julia Dickson, pesquisadora do Programa de Segurança Internacional do CSIS e Emily Harding, diretora do Programa de Inteligência, Segurança Nacional e Tecnologia do CSIS, especialistas de governos, indústria e grupos de reflexão em uma conferência recente . A mesa redonda CSIS organizada pelo CSIS está listada quatro desafios principais no processo de parceria: garantir financiamento adequado, construir uma cadeia de abastecimento forte, abordar a escassez de talentos e navegar nos controlos de exportação para fortalecer as relações. Os especialistas também sugerem formas de ultrapassar estas barreiras para desbloquear totalmente a tecnologia quântica para a ciência e o bem social.

Desafio 1: Garantir Capital Suficiente

A indústria nascente da computação quântica enfrenta um desafio único para atrair capital suficiente, principalmente porque a tecnologia é incipiente e os benefícios são incertos. Segundo os pesquisadores, embora a computação quântica possa eventualmente resolver os problemas mais avançados em áreas como aeroespacial, medicina e finanças, aplicações específicas não são comprovadas. Como resultado, os investidores estão prestando atenção. Os líderes da indústria enfrentam o desafio de explicar que a computação quântica tem um grande potencial sem ter muitos casos de utilização claramente definidos.

Para agravar a questão, o investimento em tecnologia quântica caiu drasticamente à medida que os investidores privados redirecionavam fundos para a inteligência artificial, um campo com retornos mais rápidos. De acordo com a pesquisa do CSIS, as startups quânticas levantarão quase um bilhão de dólares em capital de risco até 2023 em relação ao ano anterior, em parte devido ao boom da IA. Os participantes concordaram que, para que a tecnologia quântica atraia o investimento de que necessita, a indústria deve concentrar-se em aplicações claras e práticas que sejam compatíveis com a segurança nacional e os objectivos económicos, relataram os investigadores.

Os participantes também recomendaram que os pesquisadores publicassem artigos revisados ​​por pares detalhando as aplicações quânticas, o que permitiria aos participantes explorar melhor o potencial da tecnologia. Por exemplo, a Quantum Benchmarking Initiative da DARPA foi citada como um modelo para fornecer atualizações garantidas de progresso no desenvolvimento quântico.

Como observou um especialista, focar em resultados específicos em vez de hardware complexo poderia tornar a tecnologia quântica mais acessível a potenciais investidores.

O especialista disse ao painel: “Estávamos todos do outro lado da mesa, trabalhando no governo, quando o negócio chegou e disse: olhem para esta tecnologia, é ótima. E você pensa, ok, mas como isso resolve meu problema?”

Desafio 2: Construindo uma Cadeia de Fornecimento Quântica

A indústria de tecnologia quântica atualmente não dispõe de infraestrutura para produzir os elementos mais exigentes, criando uma barreira ao aumento da produção. Segundo o artigo, por haver uma demanda limitada por componentes quânticos nesta categoria, os fornecedores têm pouca vantagem financeira para produzir componentes em escala. Este ciclo de baixa procura e oferta limitada atrasa a investigação e o desenvolvimento quânticos. Um participante comentou sobre esse problema, perguntando: “Vender para quem exatamente?”

O Gabinete de Capital Estratégico dos EUA (OSC) interveio para colmatar esta lacuna na cadeia de abastecimento, fornecendo garantias de empréstimos para atrair investimento privado em tecnologias essenciais para aplicações de segurança nacional, incluindo quânticas. Os pesquisadores observaram que a subsecretária de Defesa para Pesquisa e Engenharia, Heidi Shyu, enfatizou que o financiamento do OSC pode ajudar a fortalecer as cadeias de abastecimento para apoiar empresas que fabricam componentes quânticos importantes.

Os participantes afirmaram que programas semelhantes entre parceiros dos EUA, tais como subsídios ou garantias de empréstimos adicionais, poderiam fortalecer a cadeia de abastecimento global de mérito quântico.

Desafio 3: Enfrentando a escassez de talentos quânticos

Tal como muitos setores de alta tecnologia, a indústria quântica enfrenta uma grave escassez de talentos.

A demanda por especialistas quânticos nos Estados Unidos excede em muito a oferta, e as estimativas sugerem que apenas uma em cada três vagas de emprego será preenchida até 2025. Além disso, mesmo entre os estudantes STEM, o conhecimento sobre a tecnologia quântica permanece limitado e os programas educacionais muitas vezes não conseguem fornecer as competências específicas que os empregadores procuram.

Para resolver esta lacuna, os EUA deveriam considerar a integração de estudos quânticos nos programas STEM do ensino secundário, apoiando a formação quântica nas universidades e melhorando a formação profissional dos licenciados. Os participantes disseram que programas como o Programa Piloto de Líderes Quânticos da Próxima Geração, criado pelo CHIPS e pela Lei Científica de 2022, podem ajudar a incorporar conceitos quânticos na educação e preparar uma nova geração de profissionais.

Os pesquisadores escreveram: “A Lei de Chips e Ciência de 2022 apela à National Science Foundation para ‘aumentar a integração da informação quântica e da ciência e engenharia no currículo STEM em todos os níveis de educação’ e criar um programa piloto chamado ‘Next Generation Quantum .' Programa Piloto de Líderes para ensinar “a próxima geração de estudantes e professores sobre os fundamentos da mecânica quântica”.

Segundo os investigadores, as empresas privadas também têm um papel a desempenhar, proporcionando aos alunos estágios e formação prática. Os participantes observaram que os estágios de verão são relativamente raros, deixando os alunos sem experiência prática após a formatura.

Um especialista do governo dos EUA observou que esta lacuna na formação dificultou a transição suave dos estudantes para o trabalho quântico. Cooperação internacional, especialmente com cooperativas com talentos altamente desenvolvidospode ajudar a resolver a escassez, garantindo que a indústria tenha um fluxo estável de trabalhadores qualificados.

Desafio 4: Navegando nos controles de exportação e fortalecendo parcerias

Direcionar os controles de transporte marítimo representa um grande obstáculo à cooperação quântica dos EUA – mesmo com aliadosespecialmente porque Washington protege muito a tecnologia sensível. O Departamento de Comércio dos EUA emitiu recentemente uma regra final provisória (IFR) que introduz uma isenção de licença, permitindo exportações e reexportações para países com controlos de exportação semelhantes. Segundo os investigadores, se os parceiros estabelecerem as mesmas regras, o IFR pode facilitar uma cooperação tranquila.

Ainda assim, alguns especialistas permanecem cautelosos, salientando que, como as políticas dos EUA dão prioridade à protecção de tecnologias sensíveis, pode haver uma tendência para limitar a partilha de informações, mesmo com aqueles que lhes são próximos. Outro participante expressou preocupação com o facto de o clima político centrado na segurança nos EUA poder limitar a investigação colaborativa. Outros, no entanto, consideraram estas preocupações exageradas, observando que o IFR visa reforçar as relações com países que pensam da mesma forma.

Para facilitar esta relação, os participantes sugeriram que o governo dos EUA estabelecesse um sistema de comunicação simples dentro do Departamento de Estado e do Departamento de Comércio, nomeasse contactos designados para navegar nos controlos de exportação e defendesse soluções a longo prazo.

Mais desafios

Os especialistas também abordaram vários tópicos relacionados, incluindo a distinção entre propostas de valor governamentais e comerciais. Por exemplo, o papel da computação quântica na encriptação e desencriptação para a segurança nacional pode ser muito diferente da sua utilização na medicina ou noutros campos comerciais. Os participantes salientaram que a computação quântica tem um “período de carência”, o que significa que os governos têm a oportunidade de testar e avaliar completamente as novas tecnologias antes de serem amplamente adotadas.

Segundo os pesquisadores, embora seja importante agir com urgência, reservar um tempo para verificar cuidadosamente as aplicações quânticas pode levar a uma integração eficiente e sustentável da tecnologia.

O Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais é um think tank com sede em Washington, DC que se concentra em políticas públicas globais, fornecendo pesquisas independentes sobre questões que vão desde defesa e segurança até tecnologia e desenvolvimento económico.



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