¿Cuánto tiempo le tomará a un doctorado obtener y completar una idea innovadora y publicar un artículo?

Depende masivamente de su campo y su problema.
Recuerda una regla muy importante sobre la investigación. Si el problema parece fácil y no está resuelto, sea muy, muy cínico acerca de la supuesta facilidad del problema. Si fuera tan fácil, alguien ya lo habría resuelto.
Y en segundo lugar, al menos en los Estados Unidos, no se espera que se te ocurra una idea innovadora durante la escuela de posgrado. Es más un trabajo postdocs. Felicitaciones a usted si hace eso, pero es más del trabajo del asesor asignarle un problema para el cual tiene financiamiento definitivo, o está en proceso de obtenerlo.
Se espera que la mayoría de los problemas de doctorado se resuelvan en cuatro años, por lo que en un escenario normal en los campos de STEM, es aproximadamente de 4 a 5 años desde el inicio de su investigación de posgrado.
Para conocer la perspectiva de un profesor sobre la elección de problemas con sus estudiantes de posgrado, lea el sorprendente artículo de Chris Lee sobre Ars Technica:
Entrar en la maquinaria y maquinaciones de trabajar en ciencia