近日，美国国家科学基金会宣布启动了六个试点项目，以弥合当前量子技术能力与充分利用量子能量和物质的量子特性进行实际应用所需的量子技术能力之间的科学差距。这六个项目与该机构在八月份宣布的另外五个项目一起，共同得到NSF国家量子虚拟实验室（NSF NQVL）计划的支持，这是一项雄心勃勃的计划，旨在通过为美国任何地方的研究人员提供专业资源来加速量子技术的发展。
每个试点项目将在12个月内获得100万美元资金，用于创建真实的测试环境，以进一步推动量子相关技术的进步。这些项目将探索新的方法，以分布式方式提供创建利用量子现象（如纠缠现象，即某些粒子的属性即使在相隔很远的距离也能相互关联）的功能技术所需的工具。原则上，量子技术可以创建具有几乎无法穿透的安全性的网络、可以解决当前棘手问题的计算机、可以制作出为医生提供细胞级信息的生物医学传感器等等。然而，要测试和实现这些技术还有许多工作要做。
“与量子纠缠本身的性质类似，NSF正在建立的国家量子虚拟实验室是不受距离和空间限制或实验室墙壁边界限制的国家资源，”NSF主任Sethuraman Panchanathan说。
实现民主化获取专业资源和建设国家量子科学与技术能力是NSF实现2018年“国家量子倡议法案”中确定的进步战略的一部分。
NSF国家量子虚拟实验室（NQVL）还将提供劳动力培训和教育机会，以发展美国 STEM （科学、技术、工程和数学）劳动力，并帮助培养未来基于量子产业的领导者。
11个试点项目团队被邀请提交提案，以响应最新的NSF NQVL资金征集，该资金征集旨在通过设计和使用量子测试平台将资助的项目推进到下一个阶段，以创建基于量子技术的产品原型。
六个新的NQVL试点项目包括：
1、量子蓝图：优化不同科学领域中的模拟通路（Q-BLUE）
该团队由爱荷华州立大学领导，与印第安纳大学和IonQ Inc.合作，旨在通过开发模拟量子硬件和多种相关技术来推进量子模拟，并将其应用于量子化学、凝聚态物理学和核物理领域。每个应用都旨在利用量子计算的潜力来管理量子系统中固有的指数级复杂性。
2、阿秒同步光子纠缠网络（ASPEN-Net）
该团队由俄勒冈大学牵头，与新奥尔良大学、北达科他大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、科罗拉多大学博尔德分校、美国国家标准与技术研究院、HRL实验室和波音公司合作，旨在构建一个高性能的16节点量子网络测试平台，能够以比当前方法高五个数量级以上的速率分发纠缠，并且能够在长达100公里的距离上实现通讯。该网络将有助于开发新的安全量子通信协议和新型分布式量子传感器和计算机。
3、擦除量子比特和动态电路以实现量子优势（ERASE）
由耶鲁大学领导，与弗吉尼亚理工学院、马里兰大学、普林斯顿大学、北卡罗来纳农业技术州立大学、RTX技术研究中心、量子电路公司、英伟达、Quantinuum、摩根大通和亚马逊网络服务合作，该团队寻求开发一个量子计算平台，帮助产生实现实际量子计算所需的错误检测和校正。研究人员将可以使用先进的工具来开发新算法、改进软件系统和试验量子纠错。
4、加速容错量子逻辑（FTL）
由加州大学洛杉矶分校领导，与加州大学伯克利分校合作；加州大学圣地亚哥分校；康奈尔大学；马里兰大学和Quantinuum LLC合作，该团队的目标是创建一个能够实现低错误率的60逻辑量子比特量子计算机。该设备将整合量子硬件、软件、架构和系统工程方面的进步。
5、化学性质的分布式纠缠量子传感（DQS-CP）
由俄亥俄州立大学领导，与爱荷华大学、芝加哥大学、麻省理工学院和默克夏普&多姆有限责任公司合作，该团队将专注于利用多量子比特系统的纠缠特性来测试分子和固态系统的性质。这种方法可能会获得量子优势，或者得到比使用最佳的经典非量子技术所能实现的更好的结果。
6、量子光子集成和部署（QuPID）
该团队由密歇根大学领导，与斯坦福大学、哈佛大学、密歇根州立大学、俄亥俄州立大学、亚利桑那大学、南加州大学、霍尼韦尔、MONSTR Sense Technologies和TOPTICA Photonics合作，该团队将致力于实现基于量子的光谱测量在现实世界中的应用。这项工作包括创建从微电子到医疗保健等多个行业中高精度测量所需的量子光子集成电路。
几十年来，美国国家科学基金会（U.S. National Science Foundation）一直在基础研究和开发中投资，推动量子革命的发展。
