美國宣布斥資9.65億美元建立五個量子信息科學中心

光子盒研究院出品

白宮技術政策辦公室（OSTP），美國國家科學基金會（NSF）和能源部（DOE）宣布，美國將斥資6.25億美元建立五個量子信息科學中心，這些QIS中心將由五個不同的DOE國家實驗室領導。私營部門和學術機構將另外提供3.4億美元。這些投資將是NSF上個月宣布為三所量子飛躍挑戰研究所提供的7500萬美元資金的補充。

包括國家實驗室（如下所列），大學和公司在內的總共69個組織將在美國超過22個州，加拿大和義大利參加這項工作。參與的商業公司包括ColdQuanta、高盛、Janis Cryogenic Research Equipment、IBM、英特爾、洛克希德·馬丁、微軟以及Rigetti。

作為五項工作之一或多部分的合作夥伴參與的其他學術和其他非營利機構包括科羅拉多大學博爾德分校、洛斯阿拉莫斯國家實驗室、麻省理工學院林肯實驗室、加州理工學院、科羅拉多礦業學院、杜克大學、哈佛大學、約翰霍普金斯大學、麻省理工學院、美國宇航局艾姆斯研究中心、太平洋西北國家實驗室、西北大學、普林斯頓大學、普渡大學、史丹福大學， 石溪大學， 坦普爾大學、塔夫茨大學、亞利桑那大學、加州大學伯克利分校、加州大學聖巴巴拉分校、芝加哥大學、伊利諾伊大學香檳-厄巴納分校、馬裡蘭大學、新墨西哥大學、南加州大學、田納西大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、華盛頓大學、威斯康星大學麥迪遜分校、耶魯大學、加拿大舍布魯克大學和義大利德格利·迪·帕多瓦大學（INFN）。

以下是每個中心及其任務的描述：

Q-NEXT -下一代量子科學與工程

領導機構：阿貢國家實驗室

Q-NEXT 將創建一個重點突出、互聯的生態系統，以提供量子互連、建立國家代廠以及演示通信鏈路、傳感器網絡和仿真試驗臺。除了實現科學創新外，Q-NEXT 還將建立量子智能員工隊伍，通過建立國家量子器件資料庫創建量子標準，通過將工業嵌入其運營的各個方面並激勵初創企業，為量子技術的實際商業化提供途徑。

C2QA -量子優勢聯合設計中心

領導機構：布魯克黑文國家實驗室

C2QA 旨在克服當今嘈雜中型量子（NISQ）計算機系統的局限性，實現高能、核、化學和凝聚態物理科學計算的量子優勢。C2QA的五年綜合目標是在軟體優化、基礎材料和設備屬性以及量子糾錯方面提供10個改進係數，並確保這些改進相結合，在適當的計算指標上提供1000個改進因素。

SQMS -超導量子材料和系統中心

領導機構：費米國家加速器實驗室

SQMS的主要任務是實現在理解和消除超導二維和三維器件中的分離機制這一重大交叉挑戰中取得轉型進展，目標是實現用於計算和傳感的卓越量子系統的構建和部署。除了科學進步之外，SQMS 還將以獨特的鑄造能力和材料、物理、算法和模擬的量子測試臺的形式為目標，可廣泛服務於國家 QIS 生態系統。

QSA -量子系統加速器

領導機構：勞倫斯伯克利國家實驗室

QSA 旨在共同設計在科學應用中提供經過認證的量子優勢所需的算法、量子器件和工程解決方案。QSA 的多學科團隊將基於中性原子、捕獲離子和超導電路的高級量子原型與專為不完美硬體構建的算法配對，以演示每個平臺在科學計算、材料科學和基礎物理領域的最佳應用。QSA將提供一系列原型，以廣泛探索量子技術貿易空間，為加速商業技術的成熟奠定基礎科學基礎。

QSC -量子科學中心

領導機構：橡樹嶺國家實驗室

QSC 致力於克服量子狀態彈性、可控性和最終可擴展性方面的關鍵障礙。這一目標將通過集成革命性的拓撲量子材料、算法和傳感器的發現、設計和演示，促進顛覆性技術的發展。除了科學目標之外，QSC活動的組成部分是開發下一代QIS員工隊伍，為專業發展創造豐富的環境，與工業界密切協調，將新的QIS應用過渡到私營部門。

這些中心由頂尖研究型大學、其他國家實驗室以及在量子計算領域大型科技公司組成，但名單中缺少了谷歌和霍尼韋爾。谷歌被認為是量子計算領域的頂級公司之一，霍尼韋爾在過去的一年裡推出了量子計算業務。能源部發言人拒絕就他們沒有入選發表評論。

谷歌和霍尼韋爾的競爭對手IBM已被三個QIS中心選為行業合作夥伴：

1.阿貢國家實驗室的Q-Next

2.布魯克黑文國家實驗室的量子優勢聯合設計中心（C2QA）

3.橡樹嶺國家實驗室的量子科學中心（QSC）

Q-NEXT 旨在通過可擴展的硬體建立高效的量子網絡，用於信息處理。IBM 將努力開發實現此任務的關鍵構建基塊：量子互連技術，用於連接單個處理器，並可能允許量子計算機擴展到數十億個量子比特。

C2QA 旨在提供10倍的軟體優化、材料和器件性能改進，並提供1000倍的計算改進量子誤差修正。IBM將為量子糾錯碼的原型化、集成、測試和基準測試提供量子計算工具。

QSC 旨在利用和控制量子相干性，使QIS在傳感和科學發現方面有新的應用。IBM將致力於設計新的量子算法和先進的錯誤緩解技術，以彌補近期量子計算機和容錯量子計算機之間的差距，並將它們應用於新材料的研究。

-End-

1930年秋，第六屆索爾維會議在布魯塞爾召開。早有準備的愛因斯坦在會上向玻爾提出了他的著名的思想實驗——「光子盒」，公眾號名稱正源於此。