后量子时代进行中，1000亿美元法案即将颠覆美国国家科学基金会

美国国会正在考虑新的立法，可能会改变美国国家科学基金会 (NSF) 的结构。鉴于NSF负责资助美国的大部分研究，所以新的立法可能会导致NSF分配其研究资金的方式发生重大转变，而这种转变可能会对美国科研领域带来影响。

美国参议院目前正在就之前被称为《无尽前沿法案》(Endless Frontier Act)，近期更名[2]为《美国创新与竞争法案》[3]的法案进行辩论。

尽管不会将所有的资金都用于科研事业，但参议院的法案价值约1000亿美元，比NSF目前的预算高出好几倍。

重要的是，这些钱不会用于与国防有关的开支。根据电气电子工程师学会 (IEEE) 政府关系总监Russell T. Harrison的说法，这些资金面向的对象属于联邦预算中通常不算大项目的部分。包括美国国家标准技术研究所 (NIST)、美国能源部科学办公室和NSF等机构开展的研究项目。

在《美国创新与竞争法案》中，NSF扮演着很重要的角色——一个拥有自己独立资金流的新“技术理事会”，它将获得无尽前沿法案提供的资金中的大头，这部分资金目前被授权用于某些技术的研究。

图1｜NSF资金变化 (来源：nature)

这里所说的某些技术，是指仅限于十个领域的研究，即高性能计算、量子计算、减灾、生物技术、能源技术、半导体、机器人与自动化、先进通信技术 (如5G)、网络安全，以及支持这九个领域所需的其他技术。

尽管有限定条件，但其中比较灵活的部分在于，可以将其中的一个领域替换为其他不在该列表上的领域。除此之外，NSF仍能像现在一样，支持更为广泛的研究，决定哪些领域获得多少资金。

但是这部分限定性条件，标志着NSF运作方式将发生巨大的转变。Harrison表示，这是国会告诉NSF需要优先考虑这十个研究领域的方式。

这十个以工程和技术为主的领域，经常成为新闻头条，这并非巧合。事实上，在参议院，议员们正在“推销”这项法案，以此来支持美国自身发展其科研事业。

图2｜NSF (来源：Shutterstock)

但是，在研究范围之外，一些原本支持科学资助的立法者们表示，这项法案的变更可能会事与愿违，因为其变相助长了种族主义。也有一些人担心，该法案为NSF设定的资金目标根本不现实。

为此，众议员的一些议员正带头提出另一项名为《NSF未来法案》的提案。其范围更小，主要为NSF提供新的资金支持。

即便其范围较小，但仍将推动NSF的发展，与此同时，确保其每年增加拨款以应对通胀。根据美国物理学会 (APS) 的政府事务主任Mark Elsesser的说法，尽管有《无尽前沿法案》，但这次法案的变更，是十多年来对NSF的首次全面重新授权。

而《NSF未来法案》在NSF内部设立了一个新的名为“科学与工程解决方案”的理事会，与《无尽前沿法案》不同的是，该理事会不一定将重点放在某一项技术上，而且也不一定要求其资金用于某一特定领域。

图3｜《NSF未来法案》预算方案 (来源：AIP)

《NSF未来法案》将要求NSF的负责人，确定出几个“重点领域”。在此过程中，负责人需要考虑到“社会挑战”，如气候变化、社会经济不平等、美国的全球竞争力和国家安全等。

美国物理学会还没有对《无尽前沿法案》采取公开立场，但他们支持《NSF未来法案》。

但重新更名后的《无尽前沿法案》——《美国创新与竞争法案》也已经提交到了众议院。因此，《NSF未来法案》现在将不得不与参议院的法案竞争，以决定哪项法案或哪些法案的组合更受支持。

Harrison预测，最终“赢家”很可能会是《无尽前沿法案》和《NSF未来法案》的结合体，但目前仍存争议。

任何成为法律的法案都必须在参众两院同时通过。而在NSF的广泛支持下，这是为数不多的有望以某种形式轻松通过两院的法案之一。因此，在此过程中，立法者可能会试图在法案中，附加各式各样的条条框框，甚至是那些与科研关系不大的内容。

因此，尽管倡议者敦促立法者在法案中纳入各项改革措施，试图使科学、技术、工程和数学 (STEM) 多样化，以解决近年来困扰低温研究的氦气短缺等问题。但现在还不能确定，该法律对于个别研究人员，究竟意味着什么。

图4｜美国国会 (来源：IEEE Spectrum)

与此同时，当地时间6月5日，美国国家标准技术研究所 (NIST) 下属的国家网络安全卓越中心 (NCCoE)[4]，发布了一份《向后量子密码学迁移》的项目说明草案[5]，以实现一些行动，这些行动将缓解公开密钥加密算法向抗量子攻击替代算法的迁移。

NIST目前正处于选择合适的后量子密码学算法的后期阶段，预计这一过程将在未来一到两年内完成。但升级整个数字基础设施以适应新标准将是一个巨大的工程，可能需要10年或更长时间。

由NCCoE赞助的项目将为提供加密标准和协议的组织，以及开发、获取、实施和服务加密产品的企业，制定白皮书、playbooks详解和可演示的概念验证实施。

该文件目前仍处于草案状态，NCCoE现阶段正在征求公众意见，提交意见的截止日期为2021年7月7日[6]。

图5｜NCCoE 2019年网络安全实习计划 (来源：MITRE)

封面：

NIST/NCCoE

引用：

[1]https://spectrum.ieee.org/tech-talk/at-work/innovation/endless-frontier-act-could-drastically-change-nsf

[2]https://www.politico.com/newsletters/morning-tech/2021/05/19/schumer-rebrands-endless-frontier-act-795403

[3]https://www.rpc.senate.gov/legislative-notices/s1260_the-united-states-innovation-and-competition-act

[4]https://www.nccoe.nist.gov/

[5]https://www.nccoe.nist.gov/sites/default/files/library/project-descriptions/pqc-migration-project-description-draft.pdf

[6]https://www.nccoe.nist.gov/projects/building-blocks/post-quantum-cryptography

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