美国正在大力发展国家量子计划，中国应该如何应对？

量子物理确实令人难以置信，其扰乱了人们对亚原子世界的直觉。但这并不妨碍美国立法人员以及特朗普政府的决策者们，更积极地投入资金并组织力量，推动量子研究。

《科学》杂志官网近日报道，美国众议院科学委员会将就一项新的长达10年的国家量子计划（NQI）提出法案，而白宫也计划正式启动新的领导小组，以指导联邦政府在量子科学领域发挥应有的作用。

上周，鉴于主要科学机构呼吁国会加快对量子研究的投入，参议院支持并批准了一项庞大的“国防政策法案”，其中一项规定就是，指示五角大楼制定并实施这项新量子科学计划。

确保美国不落后于其他国家

欧盟已经发起了长达10年的量子研究计划，中国也正在这一领域投入巨资。美国科学院院士、马里兰大学物理学家克里斯·门罗说：“美国是唯一没有在这一领域做出重大决定的大国。”门罗是开发量子计算机的公司创始人之一。

学术研究人员和技术公司联合推动的这项计划，一年多以来已经获得很多支持。

从去年6月起，包括门罗在内的一小部分学者、公司高管和说客发布了一份白皮书，呼吁制订国家量子计划，他们在今年4月发布了一份计划蓝图。去年10月，众议院科学委员会举行了以此为主题的听证会，并计划在本月晚些时候发布一项在蓝图基础上经过广泛意见征求的法案。

支持者认为，美国需要更好的计划才能获得量子研究的潜在成果，并与全球竞争对手保持同步。

科学委员会主席拉马尔·史密斯日前在一份有关该法案的声明中表示：“我们必须确保美国不落后于推动量子计划的其他国家。”

计划仍需细化研究重点

一位科学委员会发言人称，该立法将授权能源部（DOE）和国家科学基金会（NSF），组织大学、联邦实验室和非营利性研究机构建立新的研究中心，目标是建立一个联盟，既包括从事基础研究的物理学家，还包括可以构建设备的工程师，以及开发量子算法的计算机科学家。

芝加哥大学物理学家大卫·奥斯查拉姆是该计划起草者之一，他认为，研究中心可以让学术界人士开发商业技术，获得专业知识和昂贵的研究工具。西北大学化学家丹娜·弗里德曼表示，该计划的提案听起来很像回事，但她的研究热情“取决于政府决定开展研究的程度”。

国家量子计划建议研究中心侧重三个领域：开发用于生物医学、导航和其他应用的超精密量子传感器；防黑客量子通信；量子计算机。但具体的研究重点，可能要留给联邦政府、新的白宫量子领导小组以及外部咨询小组共同决策。

计划5年内募集8亿美元

国家量子计划设想在5年内募集8亿美元。分析师预测的是，立法人员和特朗普政府正在推动量子科学的联邦支出每年约为2亿美元。而现实是，特朗普2019年预算中，包含了NSF提出的3000万美元“量子飞跃”计划，并将美国能源部的量子研究计划提高到1.05亿美元。

目前还不知道共和党掌舵的科学委员会正在制定的议案将建议投入多少资助经费。即便法案支持这一数字，国会拨款者将拥有最终的决定权。另一个不确定性在于，民主党会否签署并帮助确保该法案在整个众议院获得通过。

美国国家标准与技术研究院院长沃尔特科·潘说，长期以来，作为领导者的美国正面临量子领域的全球竞争。“这相当于当年的太空竞争，应该将联邦资源集中起来，如果做好了，对美国来说意义非凡”。