Die 8 wichtigsten Jobs und Karrieren im Quantencomputing im Jahr 2022

Welche Berufe gibt es im Quantencomputing? Welche Arten von Jobs gibt es? Welchen Abschluss braucht man für Quantencomputer? Dies sind einige der Fragen, die sich jeder stellt und Remote Scout bis zu einem gewissen Grad zu beantworten versuchen wird.

2022 ist eine sehr interessante Zeit für einen Job im Bereich Quantencomputing (QC) und der breiteren Disziplin der Quanteninformationswissenschaft (QIS) und der Quantentechnologie im Allgemeinen.

Die Quanteninformatik ist noch nicht so bekannt und verstanden wie andere Bereiche des Deep-Tech-Sektors und befindet sich noch in der Aufbauphase, was sich auch in der Personalbeschaffung niederschlägt.

Das ist aber auch gut so, denn es ist noch nicht so gut definiert. Laut dem Karrierebereich auf der Google Quantum AI-Website ist [Google] immer auf der Suche nach kreativen Forschern und Ingenieuren, die [...] diesen Bereich vorantreiben, wo auch immer sie sich gerade befinden.

Google Quantum AI ist - wie seine großen Konkurrenten auf dem Markt wie IBM, AWS Braket und Microsoft - immer auf der Suche nach den klügsten und hungrigsten Köpfen in den MINT-Fächern, die frisch von der Universität kommen.

Das Unternehmen gibt an:

• Software-Ingenieure
• Hardware-Ingenieur
• Wissenschaftliche Mitarbeiter
• Praktika

Diese Rollen können natürlich auf andere, spezifischere Untergruppen innerhalb der breiteren Disziplinen verfeinert werden.

In diesem Sinne wird Remote Scout nun die Aufmerksamkeit auf acht der beliebtesten Rollen in der Branche lenken und kurz die Anforderungen der Rolle und die erforderlichen Qualifikationen für den Einstieg erwähnen.

Natürlich ist dies nur ein Überblick - da es viele verschiedene Architekturen und Designs der Qubit-Modalität gibt, wäre es uns nicht möglich gewesen, sie alle zu erwähnen. Dies ist nur ein kurzer Überblick darüber, welche Jobs es gibt und welche Qualifikationen Sie benötigen, um einen Fuß in die Quantenwelt zu setzen.

1. WISSENSCHAFTLER IM BEREICH DES MASCHINELLEN LERNENS MIT QUANTEN

Das maschinelle Lernen mit Quanten (Quantum Machine Learning, QML) ist zweifellos ein spannendes Forschungsgebiet, vor allem wenn es um Anwendungen für Quantencomputer geht.

Die Nutzung hybrider klassischer Quantensysteme gehört zu den vielversprechendsten Techniken, die in naher Zukunft Auswirkungen auf reale Probleme haben werden - diese Techniken können durch die Anwendung von Quantenalgorithmen für überwachtes und unüberwachtes Lernen verbessert werden.

Um eine Stelle als Quantum Machine Learning Scientist zu bekommen, ist jedoch fast immer ein Doktortitel in Quantenphysik oder Informatik erforderlich. Ungeachtet dieser Voraussetzungen ist ein fundiertes Wissen über maschinelles Lernen, Quanteninformation und Quantenalgorithmen auch ein entscheidender Faktor dafür, ob der Bewerber bei einem Vorstellungsgespräch erfolgreich sein wird.

Ein weiterer Pluspunkt ist die Forschungs- und Publikationsgeschichte des Bewerbers in einem der oben genannten Bereiche. Erfahrungen mit Deep-Learning-Techniken und parametrisierten Quantenschaltungen (PQC) bei der Durchführung von Aufgaben in den Bereichen Klassifizierung, Regression und generative Modellierung werden ebenfalls dazu beitragen, die Lernkurve im Job zu beschleunigen.

2. QUANTEN-SOFTWARE-INGENIEUR

Als Quantum Software Engineer besteht Ihre Hauptaufgabe darin, die Steuerung der wichtigen Quantenprozessoren zu optimieren. Zu Ihren Aufgaben gehört auch die Automatisierung der einzelnen Phasen des Entwurfsprozesses, wie z. B. die Entwicklung von Benchmarking-Code unter Verwendung eigener Steuerungssysteme.

Fundierte Kenntnisse von Quantenprogrammiersprachen sind ebenfalls eine selbstverständliche Voraussetzung, wobei Qiskit, Q#, Q|SI>, Silq, QML, LIQUi|>, Python usw. immer benötigt werden.

Im Gegensatz zu einem "Wissenschaftler" im Bereich des maschinellen Lernens in der Quantenphysik können die Einstiegsvoraussetzungen für einen Quantensoftware-Ingenieur etwas niedriger sein, wobei ein Doktortitel wünschenswert ist, aber ein Master-Abschluss für den richtigen Kandidaten in der Quantentechnologie oder einem verwandten Bereich in der Regel ausreicht.

3. QUBIT-FORSCHER

Quanten Computer - Quelle: all-electronics.de

Diese Stelle ist eine echte Nische, da sich in der Industrie bereits mehrere Qubit-Modalitäten etabliert haben, wie z. B. supraleitende und auf Ionenfallen basierende Ansätze, und es in der Technologie darum geht, das beste Qubit - die Grundeinheit der Quanteninformation - zu finden.

Ohne logische Qubits gibt es kein Quantencomputing - daher die Nachfrage nach dieser Position in den letzten Jahren. Und je größer die Systeme werden (Anzahl der Qubits), desto mehr Spezialisten werden in diesem Bereich benötigt.

In enger Zusammenarbeit mit Technikern und Quanteningenieuren müssen Qubit-Forscher der Prozessintegration, dem Layout und dem Design des gesamten Systems besondere Aufmerksamkeit widmen.

Der Bewerber sollte in der Regel über einen Doktortitel oder einen gleichwertigen Abschluss in einem Fachgebiet der Physik, der Informatik oder des Ingenieurwesens oder über eine vergleichbare Erfahrung verfügen. Er sollte über fundierte Kenntnisse aller Qubit-Modalitäten verfügen (oder z. B. über Qubit-Design für supraleitende Bauelemente, wenn er für ein Unternehmen arbeitet, das diesen Ansatz verwendet), über technische Kompetenz im Bereich Quantencomputing und Quanteninformatik verfügen und mit einer Vielzahl von Methoden und Werkzeugen für die Arbeit mit Qubits vertraut sein

4. QUANTENKONTROLLFORSCHER

Neben den Qubits sind auch Quantengatter mit hoher Genauigkeit wichtig - dies ist entscheidend für supraleitende Qubit-Prozessoren. Da Qubits als Teil eines größeren Gesamtsystems harmonisch zusammenwirken und die Komplexität dieser Wechselwirkungen kontrolliert und isoliert werden müssen, kommt hier die Aufgabe eines Quantenkontrollforschers ins Spiel.

Ein Quantenkontrollforscher sollte die Anforderungen der Mikrowellenhardware, der Hamiltonschen Modellierung, der optimalen Kontrolle und der dynamischen Entkopplung verstehen und über entsprechende Fachkenntnisse verfügen.

Auf der Grundlage der Zusammenarbeit mit Ingenieuren und anderen wissenschaftlichen Forschern sowie unabhängigem Denken sollte ein Quantenkontrollforscher über einen Doktortitel (oder einen gleichwertigen Abschluss) in Physik verfügen und Erfahrung mit Quantenkontrolle und Quanteninformation haben.

5. FORSCHER AUF DEM GEBIET DER QUANTENFEHLERKORREKTUR

Die Anforderungen an einen Quantenfehlerkorrekturforscher sind so hoch, dass er über ausgezeichnete Kenntnisse - sowohl in der Theorie als auch in den praktischen Auswirkungen - von Codes und Protokollen für die zuverlässige Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Quanteninformationen verfügen muss.

Abgesehen von diesen Anforderungen müssen effiziente Methoden zur Abschwächung von Dekohärenz, Kontrollfehlern und anderen externen Faktoren eingesetzt werden, die zur Perfektionierung eines fehlertoleranten Quantencomputers beitragen.

Wie bei vielen der bereits erwähnten Stellen muss ein Forscher im Bereich Quantenfehlerkorrektur über einen Doktortitel in Physik, vorzugsweise in Quantentechnologien oder Quanteninformationstheorie, verfügen, hochwertige akademische Arbeiten nachweisen können, über ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten verfügen und in der Lage sein, Arbeiten sowohl unabhängig als auch in Zusammenarbeit mit einem Forschungsteam durchzuführen.

6. QUANTENALGORITHMEN-FORSCHER

Ein/e Forscher/in für Quantenalgorithmen untersucht Berechnungsprobleme, zu deren Lösung Quantenphänomene wie Zufälligkeit und Verschränkung beitragen können. Die betreffende Person wird Quantenalgorithmen erforschen und entwickeln, neue Algorithmen entwerfen und vorschlagen, wie bestehende Algorithmen für aktuelle Anwendungen genutzt werden können, um die Ergebnisse zu verbessern.

Eine besondere Strategie zur Lösung dieser Aufgabe ist die Anwendung von Quantenalgorithmen mit polynomialer Zeit, die bekanntermaßen die leistungsfähigste Art der Berechnung sind, die die Physik zulässt.

Zu den wichtigsten Qualifikationsanforderungen gehören ein Doktortitel in Mathematik, theoretischer Physik, Informatik oder einem verwandten Fachgebiet sowie die Fähigkeit, mühelos zusammenzuarbeiten und wissenschaftliche Ergebnisse und Konzepte sowohl Fachleuten als auch Nichtfachleuten zu vermitteln. Darüber hinaus sind wissenschaftliche Veröffentlichungen über Quantenalgorithmen und deren Entwurf sowie Erfahrung in der Computerprogrammierung sehr erwünscht.

7. INGENIEUR FÜR QUANTENKRYOGENIK

Ein Ingenieur für Quantenkryogenik wird benötigt, um die Werkzeuge zu analysieren und zu entwickeln, mit denen die kryogenen Systeme, auf denen viele Quantencomputer laufen, kalt gehalten werden können.

Im Gegensatz zu klassischen Computerinfrastrukturen, die bei Raumtemperatur betrieben werden können, benötigen Quantencomputer - insbesondere im Fall von supraleitenden Qubits - extrem niedrige Temperaturen (~15mK), um erfolgreich zu arbeiten.

Ein Ingenieur, der in diesem Umfeld arbeitet, muss wissen, wie ein kryogener Verdünnungskühlschrank funktioniert und konstruiert ist, mit der thermischen Modellierung vertraut sein und Erfahrung mit Thermometrietechniken und Tieftemperaturtechnik/Thermalisierung haben.

Für den Einstieg in diesen Beruf sollte ein potenzieller Kandidat mindestens einen BSc-Abschluss in Physik oder Ingenieurwesen besitzen, wobei ein Master-Abschluss wünschenswert ist.

8. QUANTEN-MIKROWELLEN-INGENIEURE

Quanten-Mikrowelleningenieure arbeiten im Mikrowellenbereich und befassen sich mit dem Packaging und der Mikrowellenhygiene, um den Betrieb dieser Geräte mit hoher Wiedergabetreue zu ermöglichen, was zu einer fehlertoleranten Quantenhardware führt. Sie müssen auch elektrische Schaltungen für Quantencomputer-Prozessoren entwickeln und sich mit elektromagnetischen Modellierungswerkzeugen wie HFSS, Microwave Office, Sonnet, COMSOL, Ansys Maxwell und Ansys HFSS sowie mit Mikrowellen-/Funkmessverfahren auskennen.

Wie bei den meisten anderen hier erwähnten Stellen ist ein Doktortitel die übliche Voraussetzung, in der Regel in Elektrotechnik, Physik oder einem verwandten Ingenieurbereich. Manchmal genügt jedoch auch ein MA, und in manchen Fällen sogar ein BA, wenn es sich um einen hochmotivierten und außergewöhnlichen Bewerber handelt. Dies gilt umso mehr, wenn er über Kenntnisse in Python, C, C++ und/oder MATLAB verfügt, was ihm bei Vorstellungsgesprächen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann.