IBM：CHIPS法案如何推动美国量子产业？

光子盒研究院出品

最新签署的《芯片和科学法案》(CHIPS)将对美国量子产业造成什么影响？近日，IBM高级副总裁兼研究主管Dario Gil博士和美国能源部前科学部副部长、Bohr量子技术公司首席执行官Paul Dabbar在美国知名时政网站《The Hill》发表了他们的看法。

左：Dario Gil；右：Paul Dabbar

全文如下：

围绕最近《芯片和科学法案》的大部分注意力集中在半导体行业，这是正确的：该法案为芯片制造和创新支付了历史性的首付款，这将有助于加强供应链和国家安全，恢复美国在未来的竞争力和经济领先地位。

但是，《芯片和科学法案》也授权进行大量投资，以加速其他新兴技术，如量子计算，它可以帮助解决世界上一些最复杂的问题，比标准计算机更快、更有效，对美国的国家安全至关重要。

随着国家量子倡议（NQI）四周年的临近，我们正在见证政府资助的项目如何能够大大加快量子技术的前景：一个“未来的产业”；但还有更多的工作要做：我们必须继续在NQI取得进展的基础上，利用《芯片和科学法案》中的新投资，大大扩展对量子技术的支持和发展。

在两党的大力支持下，NQI于2018年通过，在支持量子目标方面有几个重大的增长，包括向能源部（DOE）、国家科学基金会（NSF）和国家标准与技术研究院（NIST）提供12.5亿美元的联邦支持，用于量子研究。

美国能源部授权了几个新的国家量子研究中心，关键是要有私营量子公司的共同参与。对于NSF，它授权了几个新的大学量子技术研究和教学项目。NIST建立了一个广泛的产业联盟——量子经济发展联盟(QED-C)，以帮助推动量子技术的新商业前景。

NQI还旨在敦促美国其他部门投资量子技术，包括大学和私营部门。最后，它通过白宫科技政策办公室建立了联邦协调工作。

在过去的几年里，所有这三个机构都收到了全额拨款，并按照指示执行了这些拨款。在能源部，超过70个单位现在是五个国家量子研究中心的一部分，包括实验室、大学和许多私人公司，如IBM公司和高盛公司。这一努力也引发了联邦NQI资金以外的大量其他行业和学术投资。因此，工业界、国家实验室和其他方面已经取得了重大的技术成就，许多大学扩大了量子技术的学位课程。

每一个参与起草、通过、拨款和实施NQI的人都应该对它所取得的成就感到自豪。

在过去的三个月里，新的联邦量子工作取得了进展。5月，一个联邦机构联盟宣布了一项计划，在华盛顿特区建设世界上第一个城域量子网络，连接机构所在地，包括海军研究实验室、NIST、NASA和国家安全局（NSA）。未来，该国的其他地区可以加入建设区域量子网络，最终可以相互连接。

但我们不能止步于此。最近通过的《芯片和科学法案》授权了新的努力来推进量子技术，并提供了新的机会来加倍推进我们的进步。

对于能源部来说，它创造了两个新的努力：QUEST计划将使能源部通过云采购量子计算能力，供科学研究人员使用。这项为期五年的1.66亿美元的采购，每年达3320万美元，是为研究人员提供量子计算能力的良好基础，并帮助培育量子计算应用的用户群体。能源部的第二项工作是在五年内授权5亿美元，在全国各地建立大规模的量子网络基础设施。《芯片和科学法案》也增加了对国家科学基金会的量子技术支持。最大的增长可能来自国家科学基金会的新技术和创新局，量子计算是国家科学基金会额外资金支持的未来产业之一。

为了利用这一进展和美国对创新等新经济的关注，国会必须在2023财政年度全面拨款第一年的资金。但是，为了加速量子计算的发展及其应用（包括在量子网络中的应用），还需要做更多。

现在是时候为美国设计和建造一种新型的超级计算机了——以量子为中心的超级计算机。这些新的国家资产将把经典计算，包括传统的高性能计算机和专门的人工智能芯片，与量子处理器紧密地结合在一个新型的架构中。

以量子为中心的超级计算机有可能通过使用计算的并行化将量子和经典算法结合起来，来扩大并加快工作流程。这些工作流程对科学、商业和国家安全任务有着深远的影响。能源部在为国家的高性能计算中心进行这种水平的投资方面有着丰富的历史。现在是时候将这一水平的举措发展到以量子为中心的超级计算中心，并在美国各地执行任务。

计算和通信网络是相互促进的，这在量子时代也将是如此。未来的量子网络将由量子处理器集群，以及量子超级计算机和数据中心在其节点上建立，短程内网链接连接节点中的处理器，长程量子通信链接连接节点，类似于一个量子互联网。

NQI和《芯片和科学法案》下的投资以及QUEST计划给了美国一个重要的跳板。要使量子产业充分发展，需要继续增加对具有上述国家目标的高影响力倡议的投资水平。

美国的领导力使我们处于量子技术的最前沿。但这种领导力是脆弱的。建设量子超级计算机和量子互联网的新努力将加速这一领导地位，并在未来几十年内获得红利。我们必须保持我们的脚，并继续为一个充满活力的量子未来为所有人进行必要的投资。

参考链接：

https://thehill.com/opinion/technology/3640416-how-the-chips-act-supercharged-the-us-quantum-industry/

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