量子网络研究的协调方法

量子网络（QN）在量子设备之间传输量子信息，并允许量子纠缠的分布，这是一种已知对量子信息处理有用的物理资源。互联网或内联网形式的QN通过将量子计算机连接在一起，实现更大的量子计算。纠缠的传感器网络可以实现超越最佳单个量子传感器的精确计量。量子财产还可用于以新颖的方式保护通信安全。这些对新科学和技术的承诺促使人们积极研究创造和理解QN及其组成部分。QN的基本应用程序、基本构建块和最终价值主张仍然不成熟。误解比比皆是。QN不能提供比光更快的通信，也不能传送物质物体。尽管对不受量子计算机黑客攻击的安全通信形式的研究仍在继续，但仍存在被称为后量子密码学（PQC）的经典解决方案，这些解决方案已经在积极开发和部署中。因此，QN不太可能直接取代当今的互联网。鉴于QN影响国家经济、安全和创新生态系统的前景，美国必须继续投资于基础研究，以探索和开发QN，同时适当平衡投资决策。发现和开发用例对于保持这一新兴领域的领导地位至关重要。开发QN组件和试验台的研究也将使量子信息科学与工程（QISE）广泛受益。认识到在量子网络研究方面越来越多的重大和持续努力，以下技术和计划建议（TR和PR）确定了联邦机构可以共同采取的行动，以提高国家的知识库和利用QN的准备程度：TR1：继续研究量子网络的用例TR2：优先考虑量子网络的交叉有益核心组件TR3：提高支持量子网络的经典能力TR4：利用“适当规模”的量子网络试验台PR1：加强量子网络研发方面的机构间协调PR2：为量子网络研发基础设施制定时间表PR3：促进量子网络研发方面的国际合作利用几个联邦机构的独特优势进行量子网络研究的协调方法将加速开发有用的QN组件和应用所需的科学和工程。随着QN原型的复杂性和规模的发展，协调对于建立探索量子网络技术所需的知识并获得其他无法获得的好处至关重要。在准备上述建议时，代表各联邦机构的NSTCQIS小组委员会及其量子网络跨部门工作组的成员认识到，每个联邦机构都有自己的一套计划和预算指南和限制。因此，这些建议旨在提供途径，促进、进一步告知和加强每个机构对其自身使命的方法，对一般的合格中介机构，特别是对量子网络研究的方法。这是量子网络跨机构工作组成员从审议之初到起草最终报告的主要目标。