美国量子技术政策纵览

自第一届量子技术研讨会以来的近25年里，量子信息科学取得了进步，其推动重大进步的潜力变得更加明显。美国政府正确地认识到，它需要发挥积极作用，确保国家在这一关键领域保持竞争力。量子信息科学（QIS）是一个总括性术语，包括几种不同的技术。在本报告中，“QIS”或“量子”包括以下五种技术：·量子传感和计量，指的是利用量子力学来增强传感器和测量科学；·量子计算，指的是使用量子力学以比经典计算机快指数级速度进行计算的计算机的发展；·量子网络，指的是利用量子力学原理开发安全通信协议，以确保传输信息的机密性和完整性；·推进基础科学的QIS，是指利用量子器件和QIS理论扩展其他学科的基础知识；例如，提高对生物学、化学和能源科学的理解；·量子技术，列举了几个主题，包括使用量子技术创造实际应用；为电子、光子学和低温学创造必要的基础设施和制造技术；以及最大限度地减少与量子技术相关的风险，例如开发后量子密码学来保护敏感信息。近年来，行政部门和立法部门都采取了重要行动来制定QIS政策。在行政方面，白宫通过国家科学技术委员会（NSTC）发布了两份具有开创性意义的报告，阐述了QIS的国家战略方法。NSTC是行政部门协调联邦研发企业各实体量子政策的主要机构。2016年7月，在奥巴马总统的领导下，NSTC发表了第一份题为《推进量子信息科学：国家挑战与机遇》的报告。该报告概述了三项原则，以帮助指导“全政府的QIS方法”，即保持稳定和持续的核心项目，这些项目可以随着新机会的出现而得到加强，并随着障碍的演变而进行重组；战略性地投资于有针对性的、有时限的项目，以实现具体的、可衡量的目标；并密切监测QIS领域，以评估联邦QIS投资的结果，并快速调整项目，以利用技术突破。2018年9月，在特朗普总统的领导下，NSTC发布了第二份报告《量子信息科学国家战略概览》，该报告确定了联邦量子投资的六个政策机遇和优先事项：选择科学优先的QIS方法；为明天创造一支数量巨大的智能劳动力队伍；深化与量子产业的合作；提供关键基础设施；维护国家安全和经济增长；推进国际合作。在立法方面，迄今为止与量子相关的最重要的立法是《国家量子倡议法案》，该法案于2018年12月签署成为联邦法律，旨在加速和推进美国的量子科学和技术。本质上，NQIA创建了一个量子研发框架，并授权在五年内（2019财年至2023财年）为各种举措提供略高于12亿美元的资金，主要分配给历史上大量参与QIS研发的三个机构：NIST、NSF和能源部。NQIA的一些关键组成部分包括授权这些机构加强QIS项目和研究中心；成立了一个新的联邦机构，名为国家量子协调办公室（NQCO），隶属于科学技术政策办公室（OSTP），并责成其协调联邦政府、工业界和学术界的QIS活动；以及成立一个新的联邦咨询委员会，名为国家量子倡议咨询委员会（NQIAC），由学术界、工业界和政府的专家组成，并授权其为NQIA计划提供独立评估和建议。NQIA授权的项目于2023年9月30日到期，该法案需要重新授权，以继续美国在这一关键领域的领导地位。2022年的《芯片与科学法案》修订了NQIA，授权量子网络基础设施的研发；指导NIST制定量子网络和通信标准；建立DOE计划，以促进为研究目的访问美国量子计算资源的竞争性、择优审查的基本过程；并要求美国国家科学基金会支持将QIS纳入所有教育水平的科学、技术、工程和数学（STEM）课程。7它还明确将QIS包括在新的美国国家科学技术基金会专注于新兴技术的理事会中，即技术、创新和伙伴关系理事会（TIP）。本报告的其余部分探讨了美国政府用于提高量子竞争力的四个广泛政策领域。这些政策支持量子研发，加强量子劳动力，建立量子生态系统，并与国际合作伙伴合作。