企業と大学が連携して提供する低温量子物性測定のトレーニング

量子分野ではここ数年の間に関連技術が急速に発達しました。今後足りない人材を育成するにはトレーニングが不可欠です。大学で学生が実験するような実践的な経験は往々にして高価で特定の人にしかアクセスできず、大学のコースは当然商業的スキルよりも理論を優先させる必要があります。

では、どうようにこの技術的な溝を克服できるのか、最も良いトレーニングというのはどうあるべきか、について、レイク・ショア、カンタムデザイン、San Diego 州立大学の友人たちと議論しました。

Matt Martin, Managing Director at Oxford Instruments NanoScience
In conversation with:
Chuck Cimino,レイク・ショアSenior Product Manager
Barak Green, カンタムデザインDirector of Marketing
Milton Torikachvili, San Diego 州立大学 物理学科 教授

貴社がサービスを提供する業界で、最も需要が高いと思われる具体的なスキルや専門分野は何ですか？

Chuck Cimino
私のキャリアとレイク・ショア等の会社でのこの5年間で見てきたことは、最も成功している社員は、理論的なトレーニングと実践的な経験をバランスよく持っているということです。実験や、エンジニアの場合はエレクトロニクスの製作の経験です。

私の考えでは、今日学生や若者が受けられる実践的なトレーニングや、実践的な知識を得る機会が以前にも増して少なくなっているように思います。だからこそ、私はカンタムデザインのような企業と協力し、より高度な設備を学生たちがより早く利用できるようにすることに興奮しています。

Barak Green
私もそう思います。計測やエレクトロニクスでは、理論的な知識と実践的な経験を結びつけることができる人材が求められています。私たちがカンタムデザインでの教育イニシアティブでやろうとしているのは、学生たちが実社会で遭遇する可能性のある機器にアクセスできるようにすることです。実験をすることで、学生たちが理論を体験できるようにするのです。実験器具を使うことで、答えを見つけるためのプロセスを構築することを学びます。実験の組み立て方、データの取り方、そしてそのデータを解釈して答えを導き出す方法などです。

どこの企業に行っても、それぞれのやり方があるでしょうが、私たちが学生をできるだけ総合的なスキルを身につけて卒業できるようにサポートできれば、それが産業界にとって最良の結果なのです。

物理学や工学の学位では、この種のトレーニングや機器へのアクセスは大学院の修士課程や博士課程でしか実施されていません。私たちは、それをもっと早い段階から取り入れて技術者としてのキャリアに早くから興味を持たせたいと考えています。このような問題解決のマインドセットを早くから身につけさせるのです。

Matt Martin
私は、人々がより早く技術に興味を持つ事が重要だと考えています。特に量子に関しては、量子コンピューティングが加速していて、現在数多い弊社顧客が実施しているようにデータセンターに大規模なシステムをより多くの企業が構築し、設置するようになれば、突然、業界は大規模な量子システムのサービス方法を理解する多くの人材を必要とするようになるでしょう。それはポスドクの役割ではないと思います。

測定はますます洗練され、以前よりも多くのデータを生成できるようになりました。これがトレーニングの課題になると思いますか？

Chuck Cimino
これは、より豊富なデータセットをよりよく理解する必要がある近年、特に問題となっています。キャリアの初期には、データと情報を切り離す際に困難が生じることが良くあります。例えば、実験をセットアップして測定値を集めるとき、その測定値を信用しすぎるか、あるいは自分が見ているものをどう解釈していいかわからなくなる事です。

自分の直感を信じ、データが適切でないことを認識し、それに応じてセットアップを見直するためには、このような実践的な体験的な学習が不可欠だと思います。研究室は実世界での混乱が起こりうる場所であり、早く実世界に入れば入るほど、有益な情報に近づくことができると思います。最高のイノベーションは、失敗した実験から生まれることが多くあります。そのようなシナリオでは、悪いデータなのか、それとも予期せぬ結果なのかを見極める力が必要です。

Barak Green
そうですね。そしてこれが、機器メーカーと大学が協力することが重要な理由の一部だと言えるでしょう。私たちは、学生がこのような豊富なデータセットを扱うために必要なことを学び、トレーニングを受けることができるように、機器と対話する方法を考えることができます。

Milton Torikachvili
そのうえで申し上げたいのは、学術機関は少々窮地に立たされているということです。一方では、量子力学や量子テクノロジーに関する実用的な知識を身につけるために、数学、物理学、化学、材料科学の基礎をしっかりと身につける必要があります。その一方で、実験データを扱う際に必要なデータ取得、プログラミング、サンプル調製などの実践的なスキルも身につける必要があります。アカデミックな職業に就く学生は全体の5％程度に過ぎないことを考えると、大学や専門学校は、学生にこうした実践的なスキルを身につけさせるために限られた時間とリソースできる限りのことをする必要があるという事です。私たちは、学生たちが実社会に飛び出し、量子力学や他の科学産業に参加し、どこでも成功できるよう、で正しいスキルを身につけさせる必要があります。

このことを念頭に置いて、自動的に収集されたデータを解釈することは、私たちが教える重要なスキルです。私の生徒が正しくないと思われるデータを持ってきたときは、データを信じすぎるというまさにこの問題を解決するために、正気度チェックを行います。このような自動化された機械があることで、物理の勉強により多くの時間を費やすことができるのは喜ばしいことですが、チェックの必要性をユーザーに警告することは、私たちの仕事の一部であり、装置メーカーの仕事でもあります。

Matt Martin
私たちの事業の材料計測の部分から見ると、まったく同感です。3年間の博士課程を終えた人々は科学や物理学は知っていますが、必ずしもハードウェアのことや、そのハードウェアの詳しい使い方を知らないような知識ギャップをよく目にします。私たちが非常に力を入れているのは、このトレーニング・ギャップの部分です。私たちは、iPhoneのように使い方は知っていても、箱の中身を理解できていないと同じような、計測ハードウエアに相当するものを提供しているのです。

Chuck Cimino
確かに。洗練された装置をより早いキャリアを積んだ人々に提供する以上、ただそれを設置して立ち去るのではなく、それを取り巻くカリキュラムを理解することが私たちに求められていると思います。ディスカバリー・ティーチング・ラボ（量子デザイン主導のイニシアチブ）で最も重要なことは、単に装置の使い方や、このようなデータを生成することがいかにクールであるかということではなく、それをどのようにうまく使うか、そして自分が何を見ているのかをどのように理解するかということです。自動化、ユーザーインターフェースの簡素化、セットアップ時間の短縮といったメリットを得るにはどうすればいいかということです。トレーニングにはレベルがあります。：第一は実験のセットアップと実行に関する基本的な能力、第二は最初の結果の解釈、第三はこれらの結果に従って戦略をどのように洗練させるかです。

Matt Martin
ここには2種類の人々と2種類の学習があるように思う。装置のスペシャリストやエンジニア、つまり装置の保守、開発、理解、診断を行う人たちと、実験家、つまり装置のユーザーである科学者たちです。カンタムデザインが科学的なユーザーのためのトレーニングを確立したことは素晴らしいことだと思う。しかしその一方で、機器エンジニアのブルーカラー・トレーニング・センターはどこにあるのでしょうか？私たちは英国で見習い制度を提供しており、それは素晴らしいシステムです。しかし、大学以外の環境でも効果的なトレーニングを実施し、それを大規模に実施している組織と協力する必要があるように思いますす。

学術機関と産業界とのコラボレーションとは実際にはどのようなものであるべきでしょうか？

Barak Green
私は、このような種類の会話を、私たちが機器を使用している教授たちと行うことを始めるべきことだと思います。学生のためのカリキュラムを作るために、より多くの情報が必要な箇所を私たちにフィードバックできるようにするのです。さらに、教授たちが、学生が沢山ある機器の中で間違いやすいポイントを知ることができるように、ベンチマークを設定し、そのトピックに関するトレーニングを実施することもできるだろう。

機器がより高度になるにつれて、私たちは生徒たちがまず機器を使いこなし、次にその出力に疑問を持ち、解釈することに自信を持てるようにしたいと考えています。

Milton Torikachvili
私の考えでは、学界と産業界がどのように協力するのがベストなのか、明確な答えはないと思う。大学は単なる職業訓練施設ではありえないので、実践的なものから抽象的なものまで、幅広い教育を提供する必要があります。学生にしっかりとした幅広い知識を身につけさせると同時に、実践的な経験を積ませ、その両方が産業界に入ったときに役立つようにすることです。

しかし、まだ触れていないことがいくつかある。ひとつは、企業のアウトリーチ・プログラムと、それが学生に与える影響です。私は幸運にもカンタムデザインから10マイル離れたところに住んでいますが、学生を彼らの施設に連れて行ったり、カンタムデザインの人々がここで講演をしたりすると、それが学生に与える動機付けの効果は絶大です。1週間も経たないうちに、学生たちは履歴書を更新し、これらの企業で面接を受けたいと思うようになります。ですから、このようなコラボレーションが存在することは非常に重要だと思います。

もうひとつは就職フェアで、特に出展企業が技術者を連れてくる場合です。なぜなら、彼らは学生が経験していることをより個人的なレベルで理解することができ、学生が知りたい質問に答えることができるからです。

Chuck Cimino
実に興味深い。私たちに必要なのは、このような企業での生活をもっと知ることなのかもしれない。物理的な訪問は常にベストですが、バーチャルなコンテンツも有効でしょう。次に何をしたいかを考えている学部生に向けたコンテンツ。例えば、ソフトウェア・エンジニアにインタビューして、どのようにして今の地位を築いたのかを聞くとか。

Milton Torikachvili
また、これはインクルージョンの問題にもつながると思います。このようなコンテンツを見ることは、エンジニアや測定科学者になる方法は一つではないということを知ることであり、現在、十分な存在感を示していないグループにとって大きなインパクトとなるでしょう。

今後、有能な人材を継続的に確保するにはどうすればいいのでしょうか？

Milton Torikachvili
学問的な観点からは、入学してくる学生をただ量子学習に押し込むことはできません。量子学が意味を持ち始める前に、学生たちは物理学や数学、その他の関連分野でしっかりとした基礎を身につける必要があります。そうなれば、企業訪問、就職説明会、インターンシップ、産業界からのプレゼンテーションなどが、パイプラインへの最良の道筋となるでしょう。

Barak Green
エコシステムを一致させることが重要だと思います。例えば、私たちは最近、カリフォルニア州立大学サンマルコス校で新しいティーチング＆ディスカバリー・ラボの落成式を開催しました。レイク・ショアも主要スポンサーの1社として参加しました。この新しいラボは、学部生のトレーニングを主目的とした教育・研究施設です。学生たちはラボの授業を受けることができ、普段は使う機会のない機器を使うことができるようになった。学生たちはこのラボを気に入り、私たちもその効果を実感しました。

しかし、そのようなことは一人ではできない。エコシステムの隅々まで触れるものを作るには、産業界や学術界のパートナーが必要です。これは二重構造のベンチャーで、一方では実践的なトレーニングであり、他方ではインスピレーションを与えるものでもある。というのも、もし私たちコミュニティが、物理学や工学の職業に就くことに学生たちをワクワクさせることができなければ、彼らが技術を持っているかどうかは問題ではないからです。

Chuck Cimino
私もそう思うし、業界的にはもっとチアリーディングをする必要があると思う。今のところ、私たちは主に技術的なトレーニングやアプリケーションに焦点を当てています。Miltonが話しているようなこと、つまり、大学を訪問し、学生と話をすること、おそらく学部レベルより前であっても、学生と関わりを持ち、提供される可能性や機会を示し、彼らの質問に答えるということをもっとやってもいいと思います。

Matt Martin
私もまったく同感で、あなた方とこのような議論をすることをどれほど大切にしているかを申し上げたい。私たちは競争相手ですが、トレーニングにおいては協力者になることができます。私たちは、材料計測と量子が生涯のキャリアにつながることを、できるだけ多くの人々に知ってもらう必要があります。特に量子については、産業として成長し爆発的に発展していくでしょうから、そのための準備が重要です。メーカー、大学、政府、すべてが足並みをそろえることで、初めて十分な準備ができるのです。

Matt Martin
Managing Director at Oxford Instruments NanoScience

Chuck Cimino
レイク・ショア Senior Product Manager

Barak Green
カンタムデザイン Director of Marketing

Milton Torikachvili
San Diego 州立大学 物理学科 教授