Didaktik der Physik Frühjahrstagung - Bonn 2020 - Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie - PhyDid
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Didaktik der Physik
Frühjahrstagung – Bonn 2020
Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie
von morgen gebraucht?
- Erste Ergebnisse einer Delphi-Studie -
Franziska Gerke1, Rainer Müller1, Philipp Bitzenbauer2, Malte Ubben3, Kim-Alessandro Weber4
1
TU Braunschweig, Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften, 2FAU Erlangen, Physikalisches Institut,
3
WWU Münster, Institut für Didaktik der Physik, 4LU Hannover, Institut für Quantenoptik
f.gerke@tu-braunschweig.de
Kurzfassung
Quantentechnologien gewinnen rasant an Bedeutung und „Quantum Awareness“ wird auch im In-
genieurwesen immer wichtiger. Damit ergeben sich in der universitären Lehre neue Herausforde-
rungen zur Ausbildung von „Quantum Engineers“. Hier setzt das Projekt an: Es werden Kenntnisse
und Kompetenzen im Bereich der Quanteninformationstechnologien identifiziert, die teilweise
schon jetzt, vor allem aber in Zukunft, in der Wirtschaft benötigt werden. Diese werden strukturiert,
um schließlich messbare Kompetenzstufen abzuleiten.
Mit einer Delphi-Studie soll eine Prognose des Bedarfs von und der Anforderungen an „Quantum
Engineers“ ermittelt werden. Die Ergebnisse bilden dann die Basis zur Entwicklung eines Kompe-
tenzmodells oder Rahmenkonzeptes. Der Beitrag thematisiert das methodische Vorgehen und den
aktuellen Stand der Studie.
1. Einleitung Personengruppe, die diesmal durch Fachkräfte aus
Quantentechnologien haben die industriellen Ent- der Industrie dominiert werden soll, zur Beurteilung
wicklungen der letzten Jahrzehnte maßgeblich ge- und Ergänzung vorgelegt werden.
prägt. Für die kommenden Dekaden zeichnen sich er- Eine zweite Hauptrunde dient zur abschließenden Be-
staunliche Fortschritte ab, die auf der Manipulation wertung von Inhalten und Zusammenhängen, sodass
und Messung einzelner Quantenobjekte beruhen. auf dieser Basis die Entwicklung einer Kompetenz-
Welche Anforderungen ergeben sich dadurch an landkarte ermöglicht wird.
künftige Quanten-Fachkräfte, die mit solchen Quan- Die Delphi-Studie beschränkt sich nicht nur auf den
tentechnologien der zweiten Generation (QT 2.0) ar- deutschen, sondern umfasst auch den europäischen
beiten? Welche zusätzlichen Quanten-Kompetenzen Raum als Teil des Quantum Flagships [1], um eine
benötigen Spezialisten, die nicht aus dem Physikbe- möglichst internationale Einschätzung zu den The-
reich, sondern dem Ingenieurswesen, der Informatik, men zu erhalten. Zudem dient sie als Vorbereitung für
Mathematik, Chemie oder Biologie stammen? In wie das Flagship-Projekt QTEdu, das im September 2020
weit benötigen diese ein konzeptionelles, qualitatives starten wird und dessen Ziel neben anderen eben
Verständnis von Quantenphysik, also „Quantum diese Entwicklung einer Kompetenzlandkarte ist.
Awareness“?
Im Folgenden werden neben dem methodischen Vor-
Unser langfristiges Ziel ist, basierend auf diesen Fra- gehen einige Ergebnisse der Pilotrunde sowie Folge-
gen, die Entwicklung einer Kompetenzlandkarte / ei- rungen für die erste Hauptrunde, die Mitte 2020 statt-
nes Rahmenkonzeptes, anhand dessen Aus- und Fort- finden soll, dokumentiert.
bildungskonzepte wie auch (Master-)Studiengänge
oder Wahl-Vertiefungsfächer entwickelt werden kön- 2. Methodisches Vorgehen
nen. Die Studie basiert auf der Delphi-Methode, die im
Da dieser Themenbereich jedoch neu ist und entspre- nächsten Abschnitt vorgestellt wird. Anschließend
chend nur wenige Experten dazu befragt werden kön- werden die Fragengestaltung für die Pilotrunde und
nen, wird die Studie breit und im Delphi-Design an- das Vorgehen zur Auswertung erläutert.
gelegt, das im kommenden Abschnitt näher erläutert
wird. Mit einer Pilotrunde wird zunächst ein Über- 2.1. Delphi-Methode
blick über diesen sehr großen, offenen Bereich ge- Delphi-Befragungen können nach Häder ([2], S. 33,
wonnen. Dazu werden wenige Fachleute, vorwiegend s. auch [3]) zur Ermittlung und Qualifikation von Ex-
aus der Wissenschaft, befragt. pertenmeinungen eingesetzt werden. Diese treten in
Die Antworten werden gebündelt und Ideen gesam- der vorliegenden Studie in Form von Begriffsklärung
melt, welche in der ersten Hauptrunde einer größeren und Prognostizierung künftiger Relevanzen auf.
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Gerke et al.
Ermittelt werden dabei vorwiegend quantitative Ein- nicht auf diesen interdisziplinären Bereich zu fokus-
schätzungen, denen aber eine eher qualitativ ausge- sieren, sondern auch für andere offen zu bleiben. An
richtete Runde, wie die hier beschriebene Pilotrunde, die Stelle von „Quantum Engineers” tritt somit
vorangestellt werden kann. (Vgl. [2], S. 36) „Quantum Workforce” oder die Beschreibung als
Die Delphi-Methode ist durch einen iterativen Befra- Fachkräfte, die mit Quantentechnologien arbeiten.
gungs- und Feedback-Prozess geprägt. Die Ergeb- Mit vorwiegend offenen Fragen soll ein grober Über-
nisse der vorherigen Befragung werden den Teilneh- blick gewonnen werden, bevor in den Hauptrunden
menden mitgeteilt und beeinflussen die Antworten mit zunehmendem Anteil geschlossener Fragen kon-
und Beurteilungen der nachfolgenden Befragungs- kretere Resultate ermittelt werden. Entsprechend ist
runde, indem zusätzliche Informationen/Kontexte zur die Zielgruppe von vergleichsweise geringem Um-
Verfügung gestellt werden. (Vgl. ebd., S. 49 f.) fang und setzt sich vorwiegend aus Personen mit Tä-
Das Vorgehen wird schematisch in Abbildung 1 dar- tigkeit in der Wissenschaft zusammen. Die Kontakt-
gestellt. aufnahme erfolgte vorwiegend über bestehende Netz-
werke des Quantum Flagship.
2.3. Auswertung
In diesem Aufsatz werden ausgewählte erste Ergeb-
nisse dargelegt, um einen Überblick über den aktuel-
len Stand der Studie zu bieten, sie sind noch nicht em-
pirisch abgesichert.
Zur Visualisierung der Daten, die mit Hilfe von Ra-
tingskalen erhoben wurden, wird auf Diverging
Abb. 1: Schema der Delphi-Methode mit einer Pilot- und Stacked Bar Charts [4] zurückgegriffen. In diesen
zwei Hauptrunden. Der Experten-„Kreis” ist in der Pilot- wird für jede zu bewertende Aussage ein Balken dar-
runde kleiner, und die Fragen sind noch teilweise offen ge- gestellt, dessen Länge auf 1 normiert ist. Jeder Balken
halten, während sie in der zweiten Hauptrunde (nahezu ist relativ zur Skalenmitte ausgerichtet. Eine Tendenz
vollständig) geschlossen sind. Über Feedback werden die zur Zustimmung der Befragten zeigt sich in einem
Hauptrunden jeweils durch die vorhergehende Runde be- Ausschlag des Balkens nach rechts, ein Ausschlag
einflusst. nach links deutet auf eine Ablehnung hin.
Die offenen Fragen wurden zunächst mit Knime [5]
ausgewertet. Dazu wurden die Antworten bereinigt,
2.2. Pilotrunde: Fragebogengestaltung also Rechtschreibfehler korrigiert, Füllwörter und
Der Fragebogen ist in vier Abschnitte gegliedert zu- Satzzeichen entfernt, etc. Außerdem wurde das Wort
züglich einer abschließenden Kommentiermöglich- „quantum” ignoriert, da die Nennung dieses Begriffs
keit und einer E-Mail-/Code-Abfrage. Letztere dient im Quanten-Kontext keinen Mehrwert liefert und die
der Zuordnung der Fragebögen aller drei Befragungs- Unterschiede in den Schriftgrößen der anderen Be-
runden zu einem einzelnen Teilnehmenden und, so- griffe sonst teilweise kaum erkennbar wären.
fern eine E-Mail-Adresse angegeben wurde, dazu si- Den verbliebenen Wörtern wurden abhängig der Ant-
cherzustellen, dass alle Teilnehmenden Rückmeldun- wortlängen Werte zugeordnet, wobei hohe Werte
gen zu den Ergebnissen sowie die Einladung für die durch blaue Farbe gekennzeichnet sind, geringere
nächste Runde erhalten. Einzelwerte weisen einen stärkeren Rotton auf. Die
Die vier Abschnitte thematisieren die beruflichen Werte der einzelnen Wörter werden summiert,
Hintergründe und Kompetenzen der Teilnehmenden wodurch sich die Schriftgrößen und Anordnungen der
und ihre Prognosen für Quantentechnologien allge- Wörter in den WordClouds ergibt.
mein, für „Quantum Awareness” und „Quantum Zur weiteren Auswertung erfolgt noch eine qualita-
Workforce”. Dieser Gliederung folgt auch die Ergeb- tive Inhaltsanalyse, wie sie von Mayring [6] beschrie-
nisdarstellung im nächsten Abschnitt. ben wird. Sie ist nicht Teil dieser Übersicht erster Er-
In einzelnen Fragen werden Quantentechnologie-Be- gebnisse, wird aber benötigt, um anhand der Katego-
reiche angesprochen. In diesen Fällen werden die vier rien Items zu formulieren, die dann in den Hauptrun-
Sektoren Quantencomputer, Quantensimulatoren, den beurteilt und ergänzt werden können.
Quantenkommunikation sowie Quantensensoren und
Metrologie genannt, die auch vom Quantum Flag- 3. Ergebnisse aus der Pilotrunde
ship [1] in dieser Reihenfolge vorgestellt werden. Den Fragebogen zur Pilotrunde haben im März
Über offene Fragen wird die Bestätigung dieser als (± eine Woche) 26 Personen beantwortet. Diese
die zentralen Bereiche und die Ergänzung weiterer, Gruppe Teilnehmender wird im nächsten Abschnitt
wichtiger Technologiebereiche ermöglicht. näher beschrieben, danach folgen die Ergebnisse zu
Das Ingenieurwesen wird in den Fragenformulierun- den drei weiteren, oben genannten Bereichen.
gen nicht explizit erwähnt, um die Teilnehmenden
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Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie von morgen gebraucht?
Abb. 2: Übersicht über die Angaben zu den beruflichen Erfahrungsjahren.
3.1. Teilnehmende Anhand der Angaben wurden die Personen hinsicht-
lich beruflichem Hintergrund, Erfahrung und Kompe-
Alle Teilnehmenden wurden angehalten, ihren Beruf tenz charakterisiert, um einzelne Antworten zu den
anzugeben, welche Bereiche (Industrie, IT, Wissen- anderen Fragen vor diesem Hintergrund bewerten zu
schaft, Lehre, Ausbildung, Forschung, Anwendung) können.
sie beruflich abdecken und wie lange sie bereits in
diesem Bereich, in dem aktuellen Job und in einem Zudem wurde gefragt, in welchen Ländern die Teil-
Beruf mit Quanten-Kontext arbeiten (vgl. Abbil- nehmenden arbeiten. Deutschland ist mit 11 von 26
dung 2). Vorwiegend nahmen Personen aus der Wis- Zuordnungen überrepräsentiert, die anderen Teilneh-
senschaft und Lehre an der Studie teil, rund 60 % ar- menden verteilen sich auf 9 weitere Länder europa-
beiten in der Forschung, lediglich vier ordnen sich der weit, eine Person machte keine Angabe.
Industrie zu, nur zwei dem Anwendungs-Bereich. 3.2. Quantum Technologies
Zudem wurde eine Einschätzung der eigenen Kompe- Zum fachlichen Einstieg wurden die Teilnehmenden
tenz in diesem Zusammenhang erfragt, wobei eine nach ihrem Verständnis von Quantentechnologien
Skala von 1 (sehr hoch) bis 6 (sehr niedrig) vorgege- der zweiten Generation gefragt. Die WordCloud in
ben wurde. Rund drei Viertel der Teilnehmenden Abbildung 3 visualisiert die zentrale Rolle der Ver-
schätzten ihre eigene Kompetenz hoch oder sehr schränkung (entanglement), in Kombination mit der
hoch, lediglich 16 % als (eher) niedrig. Diese Ein- Superposition und der Manipulation/Kontrolle von
schätzung spiegelt sich auch in den Angaben zu den einzelnen (single) Quantenobjekten. Weitere Schlag-
beruflichen Erfahrungsjahren wider, die in Abbil- worte sind „computing” und „communication”, zwei
dung 2 dargestellt werden: Über drei Viertel der Be- große Quantentechnologie-Bereiche.
fragten arbeiten seit mindestens zehn Jahren in einem
Anschließend wurden die Teilnehmenden um eine
Beruf mit Quanten-Kontext.
Stellungnahme gebeten, ob Quantentechnologien für
Abb. 3: WordCloud zum Verständnis von Quantentechnologien der zweiten Generation und was sie von anderen Technolo-
gien unterscheidet.
439
Gerke et al. die industrielle Entwicklung zentral sind - heute und 5 bis 10 Jahren deutlich mehr Befragte eine zentrale in 5 bis 10 Jahren. Nur rund 60 % der Teilnehmenden Bedeutung beimessen. stimmten der Aussage zu, dass diese Technologien Auch für die Gesellschaft wurde eine starke Rele- bereits heute von zentraler Bedeutung seien. Kritiker vanzsteigerung erwartet. Bei Betrachtung der einzel- sahen vorwiegend die Entwicklung noch nicht weit nen Einschätzungen fällt auf, dass von den vier Teil- genug fortgeschritten, um den Quantentechnologien nehmenden, die die Relevanz heute besonders niedrig eine zentrale Bedeutung beizumessen. einschätzten, zwei aus der Gruppe der vier Industrie- In naher Zukunft sah jedoch lediglich eine Person, die Angehörigen stammen. sich selbst dem Industrie-Bereich zuordnete, nicht die Anschließend wurden die Befragten zu einer Ein- zentrale Bedeutung von Quantentechnologien für die schätzung der Wichtigkeit von Quantencomputern, industrielle Entwicklung. Diese räumte sie ihnen erst Quantensimulatoren, Quantenkommunikation sowie in 15 bis 20 Jahren ein. Quantensensoren und Metrologie für die Industrie in Detailliertere Einschätzungen zeigt Abbildung 4: die naher Zukunft (in 5 bis 10 Jahren) auf einer sechsstu- Teilnehmenden sollten auf einer sechsstufigen Skala figen Skala aufgefordert. Die Ergebnisse zeigt Abbil- angeben, für wie wichtig sie - heute und in naher Zu- dung 5: Der Bereich Sensoren und Metrologie wurde kunft - Quantentechnologien für ihren Sektor, die In- tendenziell als am wichtigsten eingeordnet, dicht ge- dustrie, die Wissenschaft und die Gesellschaft halten. folgt von der Quantenkommunikation. Quantensimu- Die Relevanz wurde besonders in der Wissenschaft latoren und -computer wurden als weniger wichtig, und im eigenen Bereich, der vorwiegend eben die aber durchaus noch wichtig, eingeordnet. Wissenschaft ist, besonders hoch eingeschätzt. In der Bei Betrachtung der Einzelantworten fällt auf, dass Industrie wurde eine starke Erhöhung der Relevanz alle fünf Personen, die den Quantencomputer als sehr prognostiziert. Dies passt zu den oben beschriebenen wichtig einordneten, die drei anderen Bereiche eben- Stellungnahmen, nach denen Quantentechnologien in Abb. 4: Einschätzung der Relevanz heute und in naher Zukunft in vier Bereichen (eigener Sektor, Industrie, Wissenschaft und Gesellschaft) auf einer sechsstufigen Skala von sehr niedrig (totally unimportant) bis sehr hoch (very important ). Abb. 5: Einschätzung der Wichtigkeit von Quantencomputern, Quantensimulatoren, Quantenkommunikation sowie Quanten- sensoren und Metrologie für die Quantenindustrie in naher Zukunft auf einer sechsstufigen Skala, wobei die niedrigste Stufe (totally unimportant) nicht gewählt wurde 440
Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie von morgen gebraucht?
Abb. 6: WordCloud zu den wichtigsten Aspekten von Quantentechnologien.
falls mit höchster Stufe bewerteten. Nur wenige stuf- gemeinsam mit Physikern zuverlässige und benutzer-
ten Quantencomputer höher ein als einen anderen freundliche ‚Quantenmaschinen’ zu bauen. Beide
Technologiebereich. Fachgebiete sind wesentlich und im Moment nicht
Auf die Frage, welche Technologie das größte Poten- miteinander verbunden.”, so die Aussagen von zwei
tial aufweise, wurden Quantencomputer hingegen Teilnehmenden mit (selbsteingeschätzt) hoher Kom-
auffällig oft genannt, teils mit der Anmerkung, dass petenz, von denen eine Person im Bereich der An-
dies für die langfristige Prognose gelte. Quantenkom- wendung, die andere in der Industrie arbeitet.
munikation und Sensoren/Metrologie wurden den- Eine andere Person mit mehr als zwanzig Erfahrungs-
noch etwas häufiger angeführt. Die meisten Befragten jahren im aktuellen Beruf ebenso wie in einem Beruf
nannten nicht nur eine Technologie, sondern mehrere, mit Quanten-Kontext kritisiert dieses Konzept: „Sie
teils alle vier Bereiche, sodass sich kein klarer Favorit sollten Quantenmechanik wie jeder andere studieren.
für das größte Potential ermitteln lässt. Sonst denke ich nicht, dass sie viel verstehen werden.
Doch welche Aspekte der Quantentechnologien sind Dennoch werden sie vielleicht Quantengeräte verkau-
am wichtigsten? Einen Eindruck der Einschätzungen fen, genau wie Leute heutzutage Autos verkaufen,
vermittelt Abbildung 6. Neben den Technologie-Be- ohne viel von der Funktionsweise eines Motors zu
reichen (computation, metrology, simulation, com- verstehen. Je mehr sie mit der Quantentheorie und
munication), wobei die Kommunikation nun ver- den Phänomenen vertraut sind, desto besser.”
gleichsweise unwichtig scheint, wird die Sicherheit Auch der Begriff Quantum Awareness wurde kriti-
besonders hervorgehoben. siert, da damit auch Esoterik verbunden werden kann,
Aus den Antworten geht hervor, dass die Entwick- die hier nicht gemeint ist.
lung, genauer die Weiterentwicklung von bestehen- Gut 80 % der Befragten stimmten zu, dass es in 5 bis
den Technologien zu oder aber die Neuentwicklung 10 Jahren Bereiche in der Industrie geben wird, in de-
von Quantentechnologien, ebenfalls als besonders nen Quantum Awareness von zentraler Bedeutung
wichtig empfunden wird. sein wird. Abbildung 7 bietet einen Überblick über
die Begründungen. Im Fokus stehen das grundle-
3.3. Quantum Awareness gende Verständnis, die Entwicklung von industrierei-
Künftig werden vermehrt auch Nicht-Physiker mit fen Technologien und der Anwendungs-Aspekt. Die
Quantentechnologien arbeiten. Sie benötigen dann Ablehnenden begründeten ihre Einschätzung mit ei-
ein konzeptionelles, qualitatives Verständnis von nem zu kurzen Zeitraum oder, wie oben genannt, da-
Quantenphysik: Quantum Awareness. mit, dass jeder, der mit Quantentechnologien arbeitet,
Als dabei wichtige Aspekte wurden von den Befrag- Quantenmechanik studieren solle.
ten das Verständnis des Potentials von Quantenphä- Einen Eindruck davon, welche Kompetenzen und
nomenen für Anwendungen aber auch der Grenzen, welche Inhalte im Kontext von Quantum Awareness
etwa aufgrund der Dekohärenz, genannt. Ebenfalls absolut notwendig sind, bietet Abbildung 8. Ein
als wichtig wurden mathematische Kenntnisse und grundlegendes, konzeptionelles Verständnis von
Interdisziplinarität sowie der frühzeitige Quanten- Quantenphänomenen wie Verschränkung und Super-
Bildungsanfang, gar schon im Kindergarten, empfun- position aber auch der Messungseffekte sowie von
den. Und „Ingenieure sollten die ersten sein, die Schlüsseltechnologien wie der Kryptographie oder
Quantum Awareness entwickeln” bzw. „Ingenieure Teleportation sind hier zentral.
müssen ein gewisses Maß an Verständnis haben, um
441Gerke et al.
Abb. 7: WordCloud zu Gründen für die Wichtigkeit von Quantum Awareness.
Abb. 8: WordCloud zu absolut notwendigen Kompetenzen im Kontext von Quantum Awareness.
Als wünschenswert werden Grundlagen aus diversen ‚shut-up and apply’)”, so ein Experte mit hoher
interdisziplinären Bereichen und der Physik ange- selbsteingeschätzter Kompetenz aus der Industrie.
führt. Im Kontext von Quantentechnologien werden Die Befragten schätzten die Wichtigkeit von Fach-
der Anwendungsbezug bzw. das Verständnis für die kräften mit Quantum Awareness in den vier Berei-
Funktion und für die quantenphysikalischen Hinter- chen Quantencomputer, Quantensimulatoren, Quan-
gründe, die physikalische Realisierung sowie Mög- tenkommunikation sowie Quantensensoren und Met-
lichkeiten und Grenzen gelistet. rologie ähnlich wie die Relevanz der Bereiche für die
3.4. Quantum Workforce Quantenindustrie (vgl. Abbildung 5), wie auch in Ab-
bildung 9 zu erkennen.
Für Fachkräfte im Quanten-Sektor wurden als not-
wendige oder wünschenswerte Kompetenzen und Abschließend wurde gefragt, in welchen anderen Be-
Kenntnisse aus dem Bereich der Quantentheorie vor- reichen solche Fachkräfte benötigt werden. Genannt
wiegend dieselben wie für Quantum Awareness ge- wurden neben diversen MINT-Bereichen beispiels-
nannt. Abseits der Quantentheorie sind besonders sol- weise auch Landwirtschaft oder Verteidigung und Si-
che aus den Bereichen Mathematik und Informatik, cherheit, relevant werden sie „im Grunde in allen [Be-
aber auch anderen interdisziplinären Kontexten und reichen], denn Kommunikation und ihre Sicherheit ist
der Experimentalphysik wünschenswert. überall wichtig”.
Quantenphysik-Aspekte, die als weniger wichtig für
Fachkräfte außerhalb des Physik-Bereichs empfun-
den werden, sind insbesondere stark mathematisch-
formale, klassische Theorien wie die zum Wasser-
stoffatom und die Wellenmechanik, sowie Interpreta-
tionen der Quantenphysik. „Vielleicht ist ‚shut-up
and calculate’ der Weg, den man gehen sollte (eher:
442Quantum Awareness im Ingenieurwesen: Welche Kompetenzen werden in der Industrie von morgen gebraucht?
Abb. 9: Einschätzung der Wichtigkeit von Fachkräften mit Quantum Awareness in den Bereichen Quantencomputer, Quan-
tensimulatoren, Quantenkommunikation sowie Quantensensoren und Metrologie in naher Zukunft auf einer sechsstufigen
Skala, wobei die niedrigste Stufe (totally unimportant) nicht gewählt wurde.
4. Interpretation und Folgerungen für die erste 5. Literatur
Hauptrunde [1] QFlag – Quantum Flagship Coordination and
Quantentechnologien, die auf der Kontrolle und Ma- Support Action: Quantum Flagship
nipulation von einzelnen Quantenobjekten basieren https://qt.eu/ und Technologiebereiche
und beispielsweise das Phänomen der Verschränkung https://qt.eu/discover/technology/
ausnutzen, sind oder werden in naher Zukunft zentral (Stand: 5/2020)
für die industrielle Entwicklung. Die wachsende Re- [2] Häder, M. (2009): Delphi-Befragungen: Ein
levanz zeigt sich in dem Shift der Antworten zur Be- Arbeitsbuch. VS Verlag für Sozialwissenschaf-
urteilung, ob die Technologien heute bzw. in Zukunft ten, GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden,
von zentraler Bedeutung sind, und in der Einschät- DOI: 10.1007/978-3-531-91926-3
zung der Wichtigkeit für die vier abgefragten Berei- [3] Clayton, M. J. (1997): Delphi: a technique to
che, unter denen der Industrie die größte Steigerung harness expert opinion for critical decision‐ma-
prognostiziert wurde. king tasks in education. In Educational Psycho-
Besonders hohe Relevanz werden für die Bereiche logy, 17 (4), 373-386, DOI:
Quantenkommunikation und Quantensensoren/Met- 10.1080/0144341970170401
rologie erwartet, doch auch Quantencomputern wird [4] Robbins, N. und Heiberger, R. (2011): Plotting
großes Potential zugeschrieben. Dabei gilt besonde- Likert and other rating scales. In: Proceedings
res Augenmerk der Sicherheit. Ursache dafür dürfte of the 2011 Joint Statistical Meeting, 1058-
die einfache Entschlüsselung aktueller, auf Primfak- 1066
torzerlegungen basierender Kryptographieverfahren [5] Knime: Software der Knime AG, Schweiz:
durch Quantencomputer sein. Entsprechend rückt die https://www.knime.com/ (Stand: 5/2020)
physikalisch abhörsichere Kommunikation unter [6] Mayring, P. (2015): Qualitative Inhaltsanalyse.
Nutzung von Quantenphänomenen in den Fokus der Beltz Verlagsgruppe, 69 469 Weinheim, ISBN:
Forschung. 9783407293930
Das Arbeitsfeld, in dem schon bald Quanten-Fach-
kräfte benötigt werden dürften, zeigt sich entspre-
chend vielfältig. Neben dem Ingenieurwesen, dem ei-
nige Befragte besondere Bedeutung beimaßen, und
interdisziplinären Naturwissenschaften zählt etwa
auch der Bereich Sicherheit und Verteidigung zu den
möglichen Einsatzgebieten von Fachkräften mit be-
sonderen Kenntnissen und Kompetenzen aus dem
Quanten-Bereich.
Diese Fachkräfte werden mit Quantentechnologien
arbeiten und müssen über ein grundlegendes Ver-
ständnis von Quantenphysik, aber auch über weitere,
interdisziplinäre Kompetenzen und Kenntnisse, etwa
aus Mathematik und Informatik, verfügen.
Welche genau das sein sollten, insbesondere auch wie
tief mathematisch, ist in der ersten Hauptrunde zu klä-
ren. Dazu werden die mit der Pilotrunde ermittelten
Aspekte in Form von Items zu bewerten und ggf. zu
ergänzen sein.
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