近日,美国能源部科学办公室宣布,将提供6.25亿美元用于支持国家量子信息科学研究中心(National Quantum Information Science Research Centers,NQISRC)。这些中心是多机构、多学科的团队,将加速基础科学和基于量子的新技术平台的转型进步,以开发世界领先的量子信息科学(QIS)能力,并支持《国家量子倡议法案》(National Quantum Initiative Act)。每个中心都将整合多个层次的创新,将基础研究、工程和技术开发融合在一个共同设计框架中。这些中心将提供原型新技术平台、能力和重大科学突破,在未来,这些平台可以进一步发展为整个QIS研发社区的资源或用户设施能力。
对QIS的大力投资至关重要,因为利用复杂的量子力学现象来创造获取和处理信息的全新方法的能力正处于一场革命的门槛上。该领域的快速发展有望在未来几十年内对科学发现和技术创新产生深远影响。从竞争角度来看,QIS正在为该国创造潜在的转型机会和技术复杂、紧迫的挑战,因为不断增长的国际兴趣和投资推动了全球量子科学和技术活动的加速。这些机遇和挑战要求美国科学和技术资源长期、大规模地投入到多机构、多学科的努力中,这与在这一关键领域的世界领导地位相称。
这些中心将重点关注的技术领域包括量子通信、量子计算和模拟、量子设备和传感器、QIS系统和应用的材料和化学以及量子铸造厂。较大的中心团队不仅将解决小规模工作无法实现的科学和技术挑战,还将在全国范围内促进更广泛的量子活动。
提案必须由美国能源部国家实验室牵头。所有其他类型的参与实体都必须被提名为次级授权人。需要预先提交建议书,截止日期为2025年3月12日。完整提案将于2025年6月4日提交。
国家量子信息科学研究中心(National Quantum Information Science Research Centers,NQISRC)成立于2020年,是由美国能源部(DOE)资助和支持的跨学科研究机构网络,旨在推动量子信息科学(QIS)领域的突破性进展。NQISRC已发展为五个主要研究中心,分别由不同的国家实验室牵头:
1.量子优势协同设计中心(Co-design Center for Quantum Advantage,C2QA):由布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)领导,专注于通过材料、软件优化和纠错技术的进步,克服当前量子计算系统的局限性。
2.Q-NEXT:由阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)领导,致力于开发量子通信、量子传感器和安全量子网络技术,并建立了国家量子材料代工厂。
3.量子科学中心(Quantum Science Center,QSC):由橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)领导,专注于量子态的韧性、可控性和可扩展性研究。
4.量子系统加速器(Quantum Systems Accelerator,QSA):由劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)领导,旨在设计量子算法、量子设备和工程解决方案,以实现科学应用中的量子优势。
5.超导量子材料与系统中心(Superconducting Quantum Materials and Systems Center,SQMS):由费米国家加速器实验室(Fermi National Accelerator Laboratory)领导,专注于理解和消除超导量子设备中的退相干机制。