美國(guó)投入6.25億美元支持五大國(guó)家量子中心，加速量子技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

2025年11月4日，美國(guó)能源部（DOE）宣布投入6.25億美元，支持量子優(yōu)勢(shì)協(xié)同設(shè)計(jì)中心（C2QA）等五大國(guó)家量子信息科學(xué)研究中心（NQISRC）的下一階段工作。這些中心依據(jù)2018年12月特朗普政府頒布的《國(guó)家量子倡議法案》設(shè)立，此次投資緊密對(duì)接美國(guó)國(guó)家優(yōu)先事項(xiàng)，聚焦四大方向：深化量子信息科學(xué)全鏈條研發(fā)、壯大產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)、加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)向?qū)嵱眉夹g(shù)轉(zhuǎn)化、確保美國(guó)在量子硬件、算法與應(yīng)用領(lǐng)域的長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)政府用實(shí)實(shí)在在的資金向全世界表明，量子信息科學(xué)（QIS）與人工智能、芯片、國(guó)防同等重要，屬于頂級(jí)的國(guó)家安全戰(zhàn)略領(lǐng)域。這筆新增的6.25億美元，旨在推進(jìn)下一階段的發(fā)展，也就是著手解決最棘手的工程化與規(guī)模化難題。

這筆資金發(fā)放給了5個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（例如布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）。不過實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們并不會(huì)自行打造所有零部件，而是會(huì)向私營(yíng)企業(yè)采購(gòu)。

這 6.25 億美元中，有相當(dāng)大一部分必須用于采購(gòu)和研發(fā)這類控制系統(tǒng)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理相關(guān)的硬件。而該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者是超威半導(dǎo)體公司（其旗下包含賽靈思公司）。因?yàn)閲?guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們需要借助賽靈思的高端現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，搭建他們的下一代量子控制平臺(tái)。

這 5 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的核心合作伙伴是誰(shuí)？分別是國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司、谷歌公司和微軟公司。這一合作將進(jìn)一步鞏固這些科技巨頭與國(guó)家科研力量之間的公私合作關(guān)系，確保它們?cè)谶@場(chǎng)長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)中，能擁有最雄厚的資源支持。

五大國(guó)家量子信息科學(xué)研究中心布局

• 量子優(yōu)勢(shì)協(xié)同設(shè)計(jì)中心（C2QA）

由布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭，聚焦超導(dǎo)與等離子體生長(zhǎng)的金剛石基量子器件材料優(yōu)化，開發(fā)超導(dǎo)與中性原子系統(tǒng)的模塊化架構(gòu)，提升量子計(jì)算與傳感性能。

• 超導(dǎo)量子材料和系統(tǒng)中心（SQMS）

由費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)，基于超導(dǎo)微波腔擴(kuò)展量子器件規(guī)模，創(chuàng)新制冷方法并研發(fā)多處理器互聯(lián)技術(shù)，為未來量子數(shù)據(jù)中心奠定基礎(chǔ)。

• Q-NEXT中心

由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)，致力于在同一芯片及跨實(shí)驗(yàn)室、跨城市環(huán)境中擴(kuò)展量子操作，保持量子糾纏穩(wěn)定性，并原型化新一代量子傳感器。

• 量子系統(tǒng)加速器（QSA）

由勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭，通過中性原子、離子與超導(dǎo)電路改進(jìn)量子糾錯(cuò)技術(shù)，構(gòu)建大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)，以應(yīng)對(duì)美國(guó)能源部在基礎(chǔ)物理、化學(xué)與新興量子現(xiàn)象中的重大挑戰(zhàn)。

• 量子科學(xué)中心（QSC）

由橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)，開創(chuàng)量子加速的高性能計(jì)算范式，開發(fā)開源軟件以融合量子與經(jīng)典計(jì)算工作流，加速多學(xué)科科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

每個(gè)國(guó)家量子信息科學(xué)研究中心均承擔(dān)四大核心任務(wù)：

• 開展面向量子計(jì)算、模擬、網(wǎng)絡(luò)和傳感領(lǐng)域、具有顛覆潛力的量子基礎(chǔ)研究；
• 研制用于拓展量子技術(shù)邊界的專用工具與先進(jìn)儀器；
• 應(yīng)用量子能力應(yīng)對(duì)美國(guó)能源部在基礎(chǔ)科學(xué)、能源與國(guó)家安全領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)；
• 建設(shè)開放資源平臺(tái)、培養(yǎng)專業(yè)人才并深化產(chǎn)業(yè)合作，全面強(qiáng)化國(guó)家量子生態(tài)系統(tǒng)。

本次6.25億美元資助計(jì)劃為期五年，其中2025財(cái)年撥款1.25億美元，后續(xù)資金取決于美國(guó)國(guó)會(huì)年度撥款。所有項(xiàng)目經(jīng)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃公告下的競(jìng)爭(zhēng)性同行評(píng)審遴選產(chǎn)生。

美國(guó)能源部科學(xué)副部長(zhǎng)達(dá)里奧·吉爾（Darío Gil）表示：“量子信息科學(xué)的突破將徹底改變我們感知、通信與計(jì)算的方式。通過支持這些中心進(jìn)入新階段，美國(guó)將繼續(xù)引領(lǐng)下一輪科學(xué)與工程革命。”