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2018年12月,《国家量子倡议(NQI)法案》成为美国法律,以加速美国在量子信息科学和技术领域的领导地位。2023年1月,NQI发布了第三份年度报告,表彰了整个联邦量子信息科技(QIS)研发生态系统的年度亮点,以及由美国国家标准与技术研究院(NIST)、美国国家科学基金会(NSF)、美国能源部(DOE)、国防部(DOD)、国家航空航天局(NASA)、国家安全局(NSA)和情报高级研究计划活动(IARPA)资助的大量持续努力。此外,报告还简要总结了机构在跨领域QIS政策主题方面的努力和进展。

值得注意的是,NQI首次缩减了年度预算。

以下内容摘自《年报》的“预算支出”:

2019财年以来,在NQI计划的推动下,美国的QIS研发预算大约翻了一番。2023财年预算的《多机构研发优先事项备忘录》,以及最近的《国家安全备忘录-10》(NSM-10)和《2022年芯片和科学法案》也要求进行QIS研发。

下图显示了联邦对QIS研发活动的总体预算,这些机构包括NIST、NSF、DOE、DOD、国土安全部(DHS)和国家航空和航天局(NASA)。QIS研发预算的增长大部分用于NQI活动,例如,NIST建立的量子联盟、NSF的量子飞跃挑战研究所(QLCI)、DOE的国家QIS研究中心,以及协调和加强许多机构的核心QIS项目。美国QIS研发的持续增长将使美国大学、工业界和政府研究人员能够探索量子前沿,推进QIS技术,并发展所需的劳动力,以继续保持美国在该领域和未来相关产业的领先地位。

自NQI法案开始以来,美国对QIS的研发预算。条形高度代表每个财政年度的总预算(2019-2021财政年度实际支出、2022财政年度估计支出和2023财政年度申请预算)。每个条形图中标有NQI的部分确定了分配给NQI法案授权活动的资金;这些额外的资金在QIS研发活动的基线预算之上。

下文讨论了五个不同的国家QIS组成部分(PCA)的预算分配情况:

  • 量子传感和计量(QSENS)是指使用量子力学来提高传感器和测量科学。这包括使用叠加和纠缠、非经典的光态、新的计量制度或模式,以及通过量子控制实现的准确性和精确性方面的进步,例如,使用原子钟。

  • 量子计算(QCOMP)的活动包括开发量子比特和纠缠门,量子算法和软件,使用可编程量子设备的数字和模拟量子模拟器,量子计算机和原型,以及数字-模拟混合计算,以及量子-经典计算系统。

  • 量子网络(QNET)包括努力创造和使用纠缠的量子态,分布在远处并由多方共享,用于新的信息技术应用和基础科学;例如,将中等规模的量子计算机(模块)联网以增强超越经典的计算能力。

  • 推进基础科学的量子信息系统(QADV)包括引用量子设备和量子信息系统理论来扩展其他学科的基础知识的基础性工作;例如,提高对生物、化学、计算、宇宙学、能源科学、工程、材料、核物质和其他基础科学方面的理解。

  • 量子技术(QT)列出了几个主题:与最终用户合作,在该领域部署量子技术并开发使用案例;QIS工程支持技术的基础研发,如电子、光子和低温的基础设施和制造技术;以及努力了解和减轻量子技术带来的风险,例如,抗量子密码学。

美国QIS研发预算按NQI计划构成领域(PCA)分配。分别为2019-2021财年实际支出、2022财年估计支出,以及2023财年申请预算。

上图显示了2019财年至2023财年按国家QIS PCA的预算分配情况,使用了每年的“分层”条形图。这里提出的预算数据的最后细分显示了各机构的QIS研发预算。

NQI法案中明确指出的三个机构的QIS研发预算,显示2019-2021财年的实际支出、2022财年的估计支出和2023财年的申请预算。

上图显示了NQI法案中突出的三个机构的QIS研发预算总额:NIST、NSF和DOE。总之,这些预算图表显示了美国政府在QIS研发方面的投资。这些数据显示,整个联邦政府和每个PCA对质量信息系统研发的投资都在增加和持续,这与每个机构的任务和加速量子研发的联邦协调计划是一致的。预算数据由各机构直接提供给OMB,作为QIS跨领域例行报告程序的一部分,以实现对NQI计划的协调监测和实施。

报告全文:

https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2023/01/NQI-Annual-Report-FY2023.pdf

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