重塑国家量子计划:加速科学的新蓝图
量子技术正迅速成为21世纪经济竞争力、国家安全和科学领导力的基石。确保美国在量子信息科学领域的持续领先地位,关乎未来计算、传感、网络与材料技术的自主可控,关乎本土高技能人才的培养,以及长期战略优势的构建。为此,国会亟需行动,重新授权《国家量子倡议》(NQI)。 2018年12月21日,特朗普总统签署法案,正式建立跨部门、多机构协同的国家量子战略,首次将量子信息科学确立为国家战略优先事项。该倡议通过持续投入、共享基础设施和构建世界级研发生态,显著加速了量子技术的成熟。自启动以来,量子比特相干时间、门保真度和系统扩展能力取得突破性进展,量子平台正从孤立实验迈向可扩展架构。这一系列进展清晰勾勒出实用化量子系统的可行路径,印证了长期、协同国家投入的必要性。 2025年12月,美国科学副国务卿达里奥·吉尔在国会听证会上提出“创世使命”(Genesis Mission),描绘了AI、高性能计算与量子系统深度融合所引发的科学革命。他指出,AI与量子计算已不再是独立工具,而是构成新一代超级计算机的核心要素。正如望远镜和显微镜改变了人类对自然的认知,这些融合系统将成为新时代的科学仪器,揭示自然界的深层复杂性。 实现这一愿景,必须打破技术壁垒,推动AI与量子技术的系统性整合。未来最具影响力的量子应用,将诞生于AI驱动的加速科研流程之中。因此,重新授权NQI,不仅是延续现有投入,更是推动战略升级——明确支持AI、加速计算与量子处理器的深度融合,确保这些能力发展为广泛可用的实用系统。 真正的量子优势,不仅依赖先进硬件,更需要经典与量子系统的无缝集成。一个真正可用的量子系统,需具备数百个逻辑量子比特和数百万次操作能力,而这依赖于CPU、GPU与量子处理单元(QPUs)的协同工作。目前,美国科研与产业界已形成共识:开放、紧密集成的架构是实现“量子GPU超级计算机”的关键。NVIDIA等企业已与美国高校、国家实验室合作,提供AI与量子系统集成的基础组件。AI正深度参与量子纠错、硬件校准和算法优化等核心挑战。 然而,构建大规模、容错的开放科学基础设施,仍需联邦政府发挥主导作用。只有通过国家级试验平台,才能验证系统集成、测试开放架构,并为未来商业化市场奠定基础。 为实现2028年前部署科学级量子超级计算机等目标,NQI必须从以发现为导向的科研计划,转向支持系统级部署与集成的综合性战略。重新授权NQI,正是将美国在量子与AI领域的领先优势转化为持久竞争力的关键一步。我们呼吁国会将此项工作列为优先事项,确保美国在AI时代之后仍能引领全球科技变革。
