L'informatica quantistica sta arrivando: ecco perché Seattle ha bisogno di preparare la nostra forza lavoro informatica

Nota del redattore: Tom Alberg è co-fondatore e amministratore delegato della società di capitali di rischio Madrona Venture Group con sede a Seattle. È membro di Challenge Seattle e siede nel consiglio di amministrazione di Amazon. 

Commento: Questa settimana ho avuto l'opportunità di parlare al Vertice del Nexus Quantico nordoccidentale, co-sponsorizzato da Microsoft, dall'Università di Washington e dai Pacific Northwest National Labs. Il vertice ha riunito, per la prima volta, la vasta rete di ricercatori quantistici, università e aziende tecnologiche che lavorano nella scienza dell'informazione quantistica (QIS) nella nostra regione per condividere gli sviluppi quantistici e lavorare insieme per stabilire il nord-ovest del Pacifico come uno dei principali centri di scienza quantistica nel mondo.

L'informatica quantistica ha il potenziale per trasformare le nostre economie e le nostre vite. Come ha affermato uno dei relatori del Summit, siamo sulla "cuspide di un secolo quantico". I computer quantistici saranno in grado di risolvere problemi che i computer classici non possono risolvere, anche se eseguono i loro algoritmi per migliaia di anni. I computer quantistici non sono limitati ai bit on-o-off (uno o zero) dei computer digitali odierni. I computer quantistici manipolano "qubit" che possono essere uno e zero contemporaneamente, il che consente calcoli esponenzialmente più veloci.

Si prevede che i computer quantistici saranno in grado di decifrare i codici di sicurezza odierni, il che sta già spingendo gli scienziati a lavorare all'ideazione di nuovi protocolli di crittografia per proteggere i dati dei consumatori e delle imprese e la sicurezza nazionale. Le applicazioni sviluppate per i computer quantistici probabilmente ci aiuteranno a superare le sfide esistenti nelle scienze dei materiali, chimiche e ambientali, come l'ideazione di nuovi modi per sequestrare il carbonio e migliorare le batterie.

Anche se l'area di Seattle è uno dei due principali centri tecnologici negli Stati Uniti, insieme alla San Francisco Bay Area, dobbiamo fare investimenti ora per assicurarci di diventare un centro quantistico leader. Per raggiungere questo obiettivo, ho sostenuto che avremo bisogno di aumentare sostanzialmente il sostegno finanziario per sviluppare la capacità di ricerca quantistica dell'UW e, altrettanto importante, per creare un ampio curriculum di scienze dell'informazione quantistica. La Paul G. Allen School of Computer Science and Engineering dell'UW ha iniziato quest'anno a offrire un corso che insegna il linguaggio Q# di Microsoft, ma un corso non è sufficiente se vogliamo rendere la nostra area uno dei maggiori centri quantistici del futuro.

Fortunatamente per la nostra regione, Microsoft è uno dei leader riconosciuti nell'informatica quantistica e si impegna a costruire la nostra rete regionale. Il CEO di Microsoft Satya Nadella dà credito all'ex chief technology officer e leader della ricerca di Microsoft Craig Mundie per aver lanciato l'iniziativa quantistica di Microsoft 10 anni fa.

L'obiettivo di Microsoft non è altro che costruire un computer quantistico "general-purpose", il Santo Graal dell'informatica quantistica. Nel frattempo, stanno sostenendo gli sforzi per costruire un gruppo di ricercatori che abbiano familiarità con la quantistica e siano in grado di scrivere programmi quantistici. Hanno sviluppato e lanciato un linguaggio informatico quantistico, Q#, oltre a un kit di sviluppo quantistico e "Katas", che sono attività di calcolo che gli scienziati informatici classici possono utilizzare per apprendere le abilità di calcolo quantistico. Stanno anche costruendo una libreria open source di programmi quantistici e hanno lanciato Microsoft Quantum Network per fornire assistenza alle startup e agli sviluppatori quantistici.

Il governo federale ha recentemente lanciato la National Quantum Initiative, che fornirà 1.2 miliardi di dollari nei prossimi cinque anni principalmente ai ricercatori quantistici. Il presidente firmato la nuova legge a dicembre dopo che il disegno di legge è stato approvato all'unanimità al Senato e con 348 voti favorevoli e 11 contrari alla Camera. Tra gli scopi c'è quello di costruire una "forza lavoro quantistica intelligente del futuro e impegnarsi con i leader governativi, accademici e del settore privato per far progredire il QIS".

Questo finanziamento federale è benvenuto, anche se è inferiore a quello richiesto per un progetto in stile Manhattan equivalente all'iniziativa quantistica nazionale cinese. Sarà molto importante per la nostra regione che la nostra delegazione del Congresso, molti dei quali sono particolarmente esperti di tecnologia, sostengano la nostra causa per una quota equa di questo finanziamento. La nostra legislatura dello Stato di Washington dovrebbe sostenere questo facendo stanziamenti per l'informatica quantistica e l'istruzione presso l'UW come acconto che mostra il sostegno locale.

C'è anche un ruolo per le aziende private nel supportare i nostri sforzi quantistici oltre a ciò che Microsoft sta già facendo. Mi vengono in mente le sovvenzioni di Amazon all'UW nel 2012 durante la Grande Recessione, progettate dall'allora presidente di informatica dell'UW Ed Lazowska per reclutare due professori di spicco, Carlos Guestrin della Carnegie Mellon ed Emily Fox dell'Università della Pennsylvania, per rafforzare l'esperienza di apprendimento automatico di UW. I due doni da 1 milione di dollari hanno creato due cattedre dotate. L'inflazione ha certamente alzato il prezzo delle cattedre di sovvenzione, ma forse questo potrebbe ripetersi.

Un altro modo per costruire l'esperienza quantistica della nostra regione sarebbe che un imprenditore tecnologico locale seguisse l'esempio di Paul Allen, che ha finanziato cinque istituti scientifici da oltre 100 milioni di dollari, uno dei quali è l'Allen Institute of Artificial Intelligence, guidato dall'ex professore di UW e attuale venture partner di Madrona, Oren Etzioni.

La costruzione di una forza lavoro quantistica inizia nelle scuole K-12 con l'insegnamento dell'informatica, che è un trampolino di lancio verso la scienza dell'informazione quantistica. Le scuole K-12 negli Stati Uniti sono tristemente carenti nell'insegnamento dell'informatica di base. A livello nazionale, solo il 35% delle scuole superiori offre un corso di informatica, secondo Code.org. E nelle scuole a basso reddito e delle minoranze questo è ancora più basso poiché il 35% riflette molte scuole suburbane che hanno maggiori probabilità di offrire corsi di informatica.

Stiamo iniziando a colmare questa lacuna nelle scuole superiori, ma è necessario un impegno molto maggiore. Le aziende private possono contribuire a colmare parte del divario. Amazon di recente ha annunciato il suo programma Future Engineers, che include un investimento di 50 milioni di dollari in informatica e istruzione STEM per studenti svantaggiati. Nell'ambito di questo programma, alcune settimane fa, Amazon ha annunciato sovvenzioni a più di 1,000 scuole in tutti i 50 stati, oltre 700 delle quali sono scuole del titolo 1. Gli studi hanno dimostrato che se uno studente svantaggiato segue un corso avanzato di informatica al liceo, ha otto volte più probabilità di specializzarsi in informatica all'università.

Oltre ad Amazon, Microsoft e altre società tecnologiche hanno programmi per aumentare l'insegnamento dell'informatica. Uno di questi programmi, sostenuto da Microsoft, è TEALS, che organizza dipendenti e dipendenti in pensione come volontari per insegnare informatica nelle scuole. Amazon, Microsoft e altre società tecnologiche sono grandi sostenitori finanziari di Code.org, che sta avendo un effetto significativo sull'aumento dell'insegnamento dell'informatica nelle scuole pubbliche.

Il Bureau of Labor Statistics prevede che entro il 2020 ci saranno 1.4 milioni di posti di lavoro legati all'informatica da coprire, ma solo 400,000 laureati in informatica con le competenze per fare domanda per quei lavori. Solo una piccola percentuale dei 400,000 sono minoranze o da famiglie a basso reddito. Un'esigenza simile esiste nello stato di Washington, con un divario di diverse migliaia tra i posti di lavoro da occupare e il numero di laureati annuali.

A Seattle e in altri centri tecnologici negli Stati Uniti, siamo stati fortunati ad attrarre e trattenere un numero molto consistente di scienziati informatici di altri paesi per occupare questi posti di lavoro. Ma con l'immigrazione e le incertezze commerciali, questo flusso è incerto e potrebbe non essere robusto quanto necessario.

Ancora più importante, non offrendo l'opportunità ai nostri figli, in particolare ai bambini svantaggiati, li stiamo cambiando a breve. Il modo migliore per colmare il divario di reddito è migliorare il nostro sistema di istruzione pubblica in modo che un segmento più ampio della nostra popolazione possa qualificarsi per i lavori del futuro. Organizzazioni come la Technology Access Foundation stanno affrontando frontalmente questo problema creando programmi di studio, reclutando insegnanti appartenenti a minoranze e costruendo scuole. Dobbiamo sostenere queste organizzazioni e implementare ampiamente il loro approccio.

A livello universitario, siamo anche carenti nell'educare un numero sufficiente di informatici. Anche in università come la UW, con scuole di informatica ampie e di alta qualità, non siamo in grado di soddisfare la domanda di scienziati informatici. La Allen School laurea circa 450 studenti universitari ogni anno. Anche se questo è il doppio di quello che la scuola ha prodotto alcuni anni fa, è tristemente inferiore alle diverse migliaia necessarie ogni anno nel nostro stato. Questo deve essere raddoppiato di nuovo, ma mancano i fondi.

In breve, la nostra regione deve impegnarsi nuovamente a costruire la nostra forza lavoro informatica a partire dalle nostre scuole K-12 e intraprendere un nuovo sforzo per costruire la nostra esperienza e forza lavoro quantistica.

Fonte: https://www.geekwire.com/2019/quantum-computing-coming-heres-seattle-needs-get-computer-science-workforce-ready/