远超预期！美国量子信息科学研发预算4年近30亿美元

Original 光子盒研究院光子盒 2022-07-04

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光子盒研究院出品

美国《国家量子倡议(NQI)法案》于2018年12月成为第115-368号公法，授权5年内投资12亿美元，以巩固其在量子信息科学和技术领域的领导地位。NQI法案授权美国联邦部门和机构设立中心和联盟，促进量子信息科学(QIS)的研发。NQI法案还要求联邦部门、产业界和学术界协调QIS研发项目。

美国联邦QIS生态系统的三大支柱：联邦部门、产业界和学术界。

根据NQI法案的要求，12月6日，美国国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会连续第二年公布了《国家量子倡议(NQI)2022财年总统补充预算》，实际上是一份NQI项目预算年度报告。

NQI法案通过后的4个财年(每年10月1日到次年9月31日是一个财年)，各机构报告的QIS研发的实际预算授权2019财年、2020财年、2021财年分别为4.49亿美元、6.72亿美元和7.93亿美元。今年10月开始的2022财年将QIS研发预算提高到了8.77亿美元，相比2019财年翻了一番。

4年合计27.91亿美元，远超NQI法案当初授权的5年12亿美元。

这些研发预算汇总了几个机构(国家标准与技术研究院NIST、国家科学基金会NSF、能源部DOE、国土安全部DHS、国防部DOD和美国宇航局NASA)QIS研发活动的总体联邦预算，以及几个QIS子主题(例如，计算、网络、传感、基础科学和技术)的总体联邦预算。

QIS研发预算的大部分增长用于NQI的活动，例如，NIST建立量子联盟，NSF建立量子飞跃挑战研究所，DOE建立国家QIS研究中心，以及协调和加强许多机构的核心QIS项目。

下图浅色部分是NQI授权的QIS研发预算，深色部分是NQI之外的基本QIS研发预算，即使只看前者也已经超过了12亿美元。

浅色是NQI授权的QIS研发预算，深色是NQI之外的基本QIS研发预算。

这些预算包括5个项目组成部分(PCA)：

● 量子传感和计量(QSENS)是指利用量子力学改进传感器和测量科学。这可以包括叠加和纠缠的使用、光的非经典状态、新的计量制度或模式，以及通过量子控制实现的精度的提高，例如原子钟。

● 量子计算(QCOMP)活动包括开发量子比特和纠缠门、量子算法和软件、使用可编程量子设备的数字和模拟量子模拟器、量子计算机和原型、混合数字+模拟以及量子+经典计算系统。

● 量子网络(QNET)包括努力为新的信息技术应用和基础科学创造和使用可以远距离分发和多方共享的纠缠量子态；例如，中等规模量子计算机(模块)的联网有望增强超越经典计算的能力。

● 推进基础科学的量子信息科学(QADV)包括运用量子设备和QIS理论的基础工作，以扩展其他学科的基础知识；例如，提高对生物学、化学、计算、宇宙学、能源科学、工程学、材料、核物质和其他基础科学方面的理解。

● 量子技术(QT)对以上几个主题进行了分类：与最终用户合作在现场部署量子技术并开发用例；量子信息科学和工程支持技术的基础研发，例如电子学、光子学和低温学的基础设施和制造技术；以及理解和降低量子技术带来的风险的努力，例如后量子密码。

下图显示了2019-2022财年5个PCA分别获得的预算。可以看出，量子传感和计量、基础科学、量子计算获得的预算最多，其中，量子计算的预算增幅最大，从2019财年排名第三变为2021财年、2022财年排名第一。

量子计算和基础科学的研发预算增长最为显著。

另外，从部门来看，NQI法案中明确指出的三个机构NIST、NSF和DOE的QIS研发预算总额如下图所示。

三个机构的QIS研发预算。

报告中详细列举了NIST、NSF、DOE、DOD、NASA、NSA(国家安全局)、IARPA(情报高级研究计划局)在QIS领域的支出和成就。了解更多信息可通过以下链接阅读报告全文：

https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2021/12/NQI-Annual-Report-FY2022.pdf

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