Khám phá niềm vui của kỹ thuật điện hướng tới tương lai

Khám phá niềm vui trong ngành kỹ thuật điện hướng tới tương lai

“Đây là sự công nhận thực sự cho tất cả công sức làm việc đằng sau hậu trường,” Karl Berggren, trưởng khoa kỹ thuật điện thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính (EECS) của MIT cho biết. Ông đang xem xét số lượng sinh viên mới nhập học vào Course 6-5, Kỹ thuật Điện với Máy tính, chương trình đào tạo kỹ sư điện chủ lực do EECS cung cấp, được ra mắt vào mùa thu năm ngoái. Chuyên ngành mới này đã được cộng đồng sinh viên MIT đón nhận.

“Việc Course 6-5 hiện là chuyên ngành được chọn nhiều thứ ba trong số các sinh viên năm nhất cho thấy rõ ràng khoa đang đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về một chương trình giảng dạy kết nối kỹ thuật điện và máy tính. Sự tăng trưởng này đến từ những sinh viên đã quan tâm đến việc theo đuổi bằng cấp về EECS,” Anantha Chandrakasan, hiệu trưởng MIT cho biết. “Chuyên ngành này được thiết kế chu đáo để cung cấp một nền tảng vững chắc về các khái niệm kỹ thuật điện cốt lõi — chẳng hạn như mạch điện, tín hiệu, hệ thống và kiến trúc — đồng thời cung cấp các lộ trình chuyên môn hóa được cấu trúc tốt để chuẩn bị cho sinh viên cho tương lai của lĩnh vực này.”

Các lộ trình này bao gồm các con đường có cấu trúc để khám phá không chỉ các lĩnh vực truyền thống của kỹ thuật điện (chẳng hạn như thiết kế phần cứng và hệ thống năng lượng), mà còn các lĩnh vực tiên tiến như điện tử nano, kỹ thuật hệ thống lượng tử và quang tử. “Chúng rất linh hoạt và về cơ bản cho phép tôi học bất cứ thứ gì tôi muốn, với các lộ trình gần như tự động điền đầy,” Charles Reischer, sinh viên chuyên ngành 6-5 cho biết. “Đối với tôi, nó về cơ bản làm giảm số lượng các lớp học bắt buộc cụ thể trong chuyên ngành, điều này rất hữu ích cho việc chọn các lớp học mà tôi thấy thú vị.”

Jelena Notaros, người đã giúp phát triển lộ trình Điện từ và Quang tử trong chuyên ngành mới, đã chứng kiến làn sóng quan tâm mới của sinh viên từ phía bên kia. "Điều này thực sự rất bổ ích… Tôi nghĩ sinh viên rất hào hứng khi có cơ hội tham gia một lớp học nơi họ có thể tìm hiểu về một lĩnh vực tiên tiến và thử nghiệm phần cứng chip hiện đại thực sự bằng cách sử dụng thiết bị tiêu chuẩn công nghiệp." Lớp học 6.2320 (Quang tử Silicon) của Notaros bao gồm các tính năng không có trong một lớp học đại học ở bất kỳ nơi nào khác, chẳng hạn như một chuỗi trong đó sinh viên có thể kiểm tra các chip thực tế tại ba trạm thăm dò điện tử-quang tử.

Một lộ trình 6-5 khác, Kỹ thuật Hệ thống Lượng tử, có quyền truy cập trực tiếp của sinh viên vào phần cứng lượng tử, bao gồm các hệ thống electron-hạt nhân và các phương pháp và công cụ mô phỏng hiện đại. Giáo sư Dirk Englund, người giảng dạy nhiều khóa học trong lộ trình, giải thích, "nó đã rất thành công một phần nhờ sự hỗ trợ mạnh mẽ của ngành, bao gồm cả từ QuTools Inc. Sinh viên làm việc với cùng một công nghệ mà chúng tôi sử dụng trong Boston-Area Quantum Network Testbed — mạng lượng tử đô thị liên kết MIT, Lincoln Lab và Harvard, và NSF CQN." Nhiều sinh viên của Englund đã tiếp tục theo đuổi sự nghiệp trong ngành khoa học thông tin lượng tử, hoặc ở trường sau đại học hoặc trong ngành công nghiệp. "Sinh viên nhận ra kỹ thuật lượng tử là tương lai. Họ thấy họ đang xây dựng nền tảng cho các mạng lượng tử quy mô đô thị."

Sự nhấn mạnh của chương trình giảng dạy mới vào học tập thực hành là có chủ ý và phổ biến trong suốt Course 6-5. Trong lộ trình Mạch điện, sinh viên đăng ký vào lớp 6.208 (Mạch Điện tử Bán dẫn) sẽ có cơ hội không chỉ thiết kế mạch mà còn thực sự thấy thiết kế của họ được tạo ra, trong một quy trình gọi là "tape-out". Giáo sư Ruonan Han, người đã giúp thiết kế khóa học, giải thích, "tape-out là một khóa đào tạo hoàn hảo đặt ra các ràng buộc [thực tế] và buộc sinh viên phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật thực tế. Thông qua mô phỏng mạch bằng các công cụ CAD công nghiệp chủ đạo, sinh viên hiểu rõ hơn về cách các bóng bán dẫn có quy mô sâu khác với các hành vi lý tưởng được dạy trong sách giáo khoa. Bằng cách vẽ bố cục của silicon và các mẫu kim loại, sinh viên học cách một con chip hiện đại được tạo ra, từng lớp một. Các quy tắc phức tạp (và thường gây bực bội) của bố cục cũng liên tục nhắc nhở sinh viên về tất cả các hạn chế kỹ thuật trong quá trình sản xuất chip và khiến họ đánh giá cao hơn tất cả những thành tựu trong sản xuất chất bán dẫn. Ngay cả thời hạn nộp tape-out chắc chắn và không thể thương lượng cũng buộc sinh viên không chỉ quản lý khôn ngoan tiến độ phát triển của họ mà còn trải qua những khoảnh khắc thót tim khi các quyết định về các đánh đổi kỹ thuật quan trọng nên được đưa ra (để cung cấp). Đối với những sinh viên này, chính những nỗ lực không ngừng đó đã mang lại cho họ rất nhiều sự hài lòng và tự hào khi cuối cùng họ cầm những con chip của riêng mình trên tay."

Cảm giác hoàn thành một chu trình giải quyết vấn đề đầy đủ được lặp lại trong lớp 6.900 (Kỹ thuật vì Tác động), một khóa học tổng kết được thiết kế bởi Giáo sư Joel Voldman, cựu trưởng khoa kỹ thuật điện, cùng với Giảng viên cao cấp Joe Steinmeyer. Trong suốt một học kỳ, sinh viên hợp tác với chính quyền thành phố và các tổ chức phi lợi nhuận để giải quyết các vấn đề địa phương phức tạp. Khóa học được thiết kế không chỉ để giới thiệu cho sinh viên các yếu tố quản lý dự án thực tế (chẳng hạn như ngân sách, thời gian biểu và các bên liên quan), mà còn