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瞄准量子实用化!NSF启动三位一体计划,全球量子竞争再添新变量

更新时间 2026-07-08来源 光子盒QUANTUMCHINA正文 2433字阅读约 8分钟6 张图片
2026年7月7日,美国国家科学基金会(NSF)宣布启动“三位一体”计划(Project Triad)。该项目是一项首创性举措,旨在将量子传感、量子网络和量子计算整合成单一运行系统。
此举首次通过将这三大领域技术汇聚一体,将推动量子技术走出实验室,走向实际应用,领域覆盖了安全、医疗、能源、制造业等众多方面。

项目的落实将为美国工业系统的完善、扩展及商业化奠定科学与技术基础,进而增强美国经济竞争力、国家安全与民众生活质量。

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三位一体计划

担任NSF署长的布莱恩·斯通表示:三位一体计划将联合科研界推动实现政府愿景,确保公共投资转化为量子技术领域作为面向全体美国人的战略优势。

NSF首席科学官西蒙·马尔科姆伯则表示:此项计划的颁布为美国首创性举措,将整合量子传感、量子网络与量子计算整合构建单一运行系统,以增强美国经济竞争力与保护国家安全;实现该计划需要优秀的基础科学研究和转化研究,才能最大限度利用量子数据。

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该计划与上个月白宫发布的行政令《引领量子创新下一前沿》保持一致,将继续发挥NSF在推动创新方面的引领作用,以提升美国繁荣、生活质量、国家安全,并为美国劳动者创造就业机会。

量子技术利用了物质和能量粒子中的量子特性,所以量子传感器能够探测到更细微的情节,量子计算机则有望解决先前久攻不克的难题。

而将量子传感器、量子网络和量子计算机集成于一体化量子系统之中,开辟了全新的可能性前沿:

1.为在无法接入GPS或其他卫星的区域执行任务的应急响应人员和军事人员提供导航与安全通信。

2. 用更少的勘探钻探资源来探测地下石油、天然气和矿产资源。

3. 提供精确的医学影像和诊断数据,用来生产个性定制化药物,有效治疗多种疾病。

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完全集成的量子环境

全球量子技术发展迅速,美国需要快速而明智地行动。

三位一体计划采取系统性方法,可以帮助识别哪些量子突破已具备扩展条件,淘汰尚不成熟的方案路径,并使得实验室中最具前景的想法加速市场市场落地。

该计划通过三个相互关联的项目来共同实现这一目标,即汇集政府、大学和私营企业,这是美国首次尝试构建完全集成的量子环境。

1.NSF国家量子虚拟实验室(NSF NQVL)将提供计划概念验证的集成量子系统,用于实验和测试。目前仍处于设计阶段,NSF计划于2026年12月前将若干NSF NQVL项目从设计加速至实施阶段(视资金到位的情况而定)。

2.NSF X-Labs则是由研究人员、工程师与企业家组成的独立团队,致力基于里程碑式的联邦资助,解决特定的科学难题,其中包括涉及光子学和互连的量子系统。此类技术将在实现集成量子系统中设备间的信息传输发挥重要作用。

3.NSF Quantum+X将直接与工业界合作,找寻集成量子技术有前景的应用场景及潜在用途。NSF目前正积极寻求合作伙伴,以启动首批NSF Quantum+X资助方向,可能覆盖能源、金融、生物技术和制药等领域。

三位一体计划借助NSF现有的量子研究项目组合,包括其专业的研究所、工程中心和国家研究基础设施网络,使得计划能够在集成量子系统内获取最新研究发现和成果,继而实施实际测试,这些项目同时还培养出下一代量子科学家和工程师,确保人才队伍就绪,在当前基础上进一步发展。

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全球量子行业竞争激烈

在当前全球量子行业飞速发展的背景下,我国与美国在量子行业的竞争可谓非常激烈,双方在不同领域各有千秋:我国在量子通信传感方向领先全球,量子计算方向双方你追我赶不分伯仲,量子精密测量方向则是美国处于主导地位,除了这两个大国外,还有英国、欧盟、日本、韩国等在背后追逐,彼此之间你争我抢,都想在量子科技领域抢占先机。

此前在2018年,特朗普曾签署《国家量子倡议法案》,以协调和大幅加速美国量子信息科学的研究与开发,此法案被视为美国量子技术发展的基石,确立了联邦政府在此领域的投资框架与协调机制,为美国在量子技术的全球霸权地位开通道路。

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此次美国关于量子产业的三位一体计划,本质上是在回应上个月白宫出台的《量子引领量子创新的下一个前沿》这一行政令,该令核心举措(QC-ADDS)项目,具体目标为:制造一台足够强大的量子计算机,以开启一个量子科学发现时代。

紧接着美国能源部放出消息启动”量子创世纪“计划(Quantum Genesis),目的是在2028年之前,造出全球第一台具备容错能力、并能真正投入科学研究的量子计算系统,这是美国推动量子技术领先战略的重要一步。

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此次三位一体计划实施的前提条件必然在此基础上进行,量子传感、网络、计算均离不开高性能的量子计算机,三大方向的联合系统构建也并非易事。

总而言之,美国近期接连推出量子领域的相关配套政策,既是服务于本国产业发展的内在需要,也暴露了凭借其现有技术优势抢先布局全球量子赛道的长远图谋。

而我国早已完成起步阶段进入提速发展阶段,对于美方政策中合理可行的发展思路,完全可以结合自身国情择优借鉴,全球未来量子领域的竞争与发展,值得持续关注。

参考链接

[1]https://www.nsf.gov/news/nsf-launches-project-triad-advance-quantum-technology-real

[2]https://www.whitehouse.gov/presidential-actions/2026/06/securing-the-nation-against-advanced-cryptographic-attacks/

[3]https://www.whitehouse.gov/presidential-actions/2026/06/ushering-in-the-next-frontier-of-quantum-innovation/

[4]https://www.energy.gov/science/articles/energy-department-announces-initiative-create-and-deploy-worlds-first

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