自2018年美国政府发布《量子信息科学国家战略概述》以来,美国在量子信息科学领域的投入与布局持续升级。该战略最初提出巩固美国在“下一场技术革命”中的全球领导地位,并覆盖量子传感、量子计算、量子网络等七大领域。2023年,美国国会正式通过《国家量子倡议法案》,在2019-2023年第一阶段拨款12.75亿美元基础上,2024年已启动第二阶段,新增投资重点涵盖量子纠错、量子互联网及量子材料等方向。
量子计算方面,美国能源部下属国家实验室在2024年实现了100+量子比特的容错量子处理器原型,谷歌、IBM等企业则推出商用量子云服务。量子传感领域,美国国防部高级研究计划局(DARPA)于2023年启动了“量子增强推进”项目,旨在将量子传感器用于潜艇导航和重力测绘。
为应对国际竞争,美国能源部于2024年9月宣布追加4.5亿美元,支持五大国家量子信息科学研究中心,并与欧洲、日本等国开展联合研究。在人才培养上,美国国家科学基金会(NSF)自2020年起在30多所大学设立量子信息科学本科和研究生项目,目标到2030年培养超过1万名专业人才。
当前挑战与未来方向:尽管美国在量子比特退相干、量子网络协议等基础问题上取得进展,但距离实现可扩展的通用量子计算仍有显著差距。2025年,美国白宫科技政策办公室发布了新版量子信息科学战略更新,强调加强量子安全密码学和量子-经典混合计算,并启动“量子生态圈”计划,以协调产业、学术和政府资源,确保在量子信息技术商业化中保持领先。
美国能源部长珍妮弗·格兰霍姆近期表示:“量子信息科学不仅是信息时代的下一前沿,更是国家安全和经济竞争力的核心。这项投资将确保美国在未来十年持续输出变革性技术。”