美国宣布斥资9.65亿美元建立五个量子信息科学中心

光子盒研究院出品

白宫技术政策办公室（OSTP）、美国国家科学基金会（NSF）和能源部（DOE）宣布，美国将斥资6.25亿美元建立五个量子信息科学中心，这些QIS中心将由五个不同的DOE国家实验室领导。私营部门和学术机构将另外提供3.4亿美元。这些投资将是NSF上个月宣布为三所量子飞跃挑战研究所提供的7500万美元资金的补充。

包括国家实验室（如下所列），大学和公司在内的总共69个组织将在美国超过22个州，加拿大和意大利参加这项工作。参与的商业公司包括ColdQuanta、高盛、Janis Cryogenic Research Equipment、IBM、英特尔、洛克希德·马丁、微软以及Rigetti。

作为五项工作之一或多部分的合作伙伴参与的其他学术和其他非营利机构包括科罗拉多大学博尔德分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室、麻省理工学院林肯实验室、加州理工学院、科罗拉多矿业学院、杜克大学、哈佛大学、约翰霍普金斯大学、麻省理工学院、美国宇航局艾姆斯研究中心、太平洋西北国家实验室、西北大学、普林斯顿大学、普渡大学、斯坦福大学， 石溪大学， 坦普尔大学、塔夫茨大学、亚利桑那大学、加州大学伯克利分校、加州大学圣巴巴拉分校、芝加哥大学、伊利诺伊大学香槟-厄巴纳分校、马里兰大学、新墨西哥大学、南加州大学、田纳西大学、德克萨斯大学奥斯汀分校、华盛顿大学、威斯康星大学麦迪逊分校、耶鲁大学、加拿大舍布鲁克大学和意大利德格利·迪·帕多瓦大学（INFN）。

以下是每个中心及其任务的描述：

Q-NEXT -下一代量子科学与工程

领导机构：阿贡国家实验室

Q-NEXT 将创建一个重点突出、互联的生态系统，以提供量子互连、建立国家代厂以及演示通信链路、传感器网络和仿真试验台。除了实现科学创新外，Q-NEXT 还将建立量子智能员工队伍，通过建立国家量子器件数据库创建量子标准，通过将工业嵌入其运营的各个方面并激励初创企业，为量子技术的实际商业化提供途径。

C2QA -量子优势联合设计中心

领导机构：布鲁克黑文国家实验室

C2QA 旨在克服当今嘈杂中型量子（NISQ）计算机系统的局限性，实现高能、核、化学和凝聚态物理科学计算的量子优势。C2QA的五年综合目标是在软件优化、基础材料和设备属性以及量子纠错方面提供10个改进系数，并确保这些改进相结合，在适当的计算指标上提供1000个改进因素。

SQMS -超导量子材料和系统中心

领导机构：费米国家加速器实验室

SQMS的主要任务是实现在理解和消除超导二维和三维器件中的分离机制这一重大交叉挑战中取得转型进展，目标是实现用于计算和传感的卓越量子系统的构建和部署。除了科学进步之外，SQMS 还将以独特的铸造能力和材料、物理、算法和模拟的量子测试台的形式为目标，可广泛服务于国家 QIS 生态系统。

QSA -量子系统加速器

领导机构：劳伦斯伯克利国家实验室

QSA 旨在共同设计在科学应用中提供经过认证的量子优势所需的算法、量子器件和工程解决方案。QSA 的多学科团队将基于中性原子、捕获离子和超导电路的高级量子原型与专为不完美硬件构建的算法配对，以演示每个平台在科学计算、材料科学和基础物理领域的最佳应用。QSA将提供一系列原型，以广泛探索量子技术贸易空间，为加速商业技术的成熟奠定基础科学基础。

QSC -量子科学中心

领导机构：橡树岭国家实验室

QSC 致力于克服量子状态弹性、可控性和最终可扩展性方面的关键障碍。这一目标将通过集成革命性的拓扑量子材料、算法和传感器的发现、设计和演示，促进颠覆性技术的发展。除了科学目标之外，QSC活动的组成部分是开发下一代QIS员工队伍，为专业发展创造丰富的环境，与工业界密切协调，将新的QIS应用过渡到私营部门。

这些中心由顶尖研究型大学、其他国家实验室以及在量子计算领域大型科技公司组成，但名单中缺少了谷歌和霍尼韦尔。谷歌被认为是量子计算领域的顶级公司之一，霍尼韦尔在过去的一年里推出了量子计算业务。能源部发言人拒绝就他们没有入选发表评论。

谷歌和霍尼韦尔的竞争对手IBM已被三个QIS中心选为行业合作伙伴：

1.阿贡国家实验室的Q-Next

2.布鲁克黑文国家实验室的量子优势联合设计中心（C2QA）

3.橡树岭国家实验室的量子科学中心（QSC）

Q-NEXT 旨在通过可扩展的硬件建立高效的量子网络，用于信息处理。IBM 将努力开发实现此任务的关键构建基块：量子互连技术，用于连接单个处理器，并可能允许量子计算机扩展到数十亿个量子比特。

C2QA 旨在提供10倍的软件优化、材料和器件性能改进，并提供1000倍的计算改进量子误差修正。IBM将为量子纠错码的原型化、集成、测试和基准测试提供量子计算工具。

QSC 旨在利用和控制量子相干性，使QIS在传感和科学发现方面有新的应用。IBM将致力于设计新的量子算法和先进的错误缓解技术，以弥补近期量子计算机和容错量子计算机之间的差距，并将它们应用于新材料的研究。

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1930年秋，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开。早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了他的著名的思想实验——“光子盒”，公众号名称正源于此。