NSF開始努力創(chuàng)造第一個實用的量子計算機

從破譯到飛機設(shè)計，存在各種領(lǐng)域的復(fù)雜問題，即使是今天最好的計算機也無法解決。

為了加速實際量子計算機的 開發(fā)， 有朝一日能回答當前無法解決的研究問題，科學(xué)基金會(NSF)已經(jīng)在五年內(nèi)向量子協(xié)同設(shè)計 (STAQ)的多機構(gòu)軟件定制架構(gòu)中撥款1500萬美元 項目。

“量子計算機將改變我們使用的技術(shù)以及我們?nèi)绾问褂盟囊磺?，我們?nèi)匀辉趯崿F(xiàn)這一目標的初步步驟，”NSF主任FranceCórdova說。“開發(fā)第一臺實用的量子計算機將是一個重要的里程碑。通過匯集已經(jīng)勾勒出實用量子計算機之路并支持其發(fā)展的專家，NSF正在努力將量子革命從理論變?yōu)楝F(xiàn)實。“

今天的量子計算機大多是概念證明，證明了某些原理的可行性。雖然隨著研究人員控制和構(gòu)建量子系統(tǒng)的能力得到提高，它們的復(fù)雜性也在增加，但它們尚未解決答案未知的計算問題。

該項目開發(fā)實用量子計算機的綜合方法依賴于找到基于優(yōu)化和科學(xué)計算問題的新算法，改進量子計算機硬件，以及開發(fā)優(yōu)化特定機器開發(fā)中算法性能的軟件工具。

STAQ來自NSF創(chuàng)意實驗室，這是一系列為期一周的自由形式的研究之一，來自各個領(lǐng)域的研究人員，旨在產(chǎn)生創(chuàng)造性的，協(xié)作的建議，以應(yīng)對特定的研究挑戰(zhàn)。這個特殊的NSF創(chuàng)意實驗室專注于 實用的全連接量子計算機挑戰(zhàn)。STAQ將涉及杜克大學(xué)，麻省理工學(xué)院，塔夫斯大學(xué)，加州大學(xué)伯克利分校，芝加哥大學(xué)，馬里蘭大學(xué)和新墨西哥大學(xué)的物理學(xué)家，計算機科學(xué)家和工程師。

STAQ研究人員將重點關(guān)注四個主要目標：

開發(fā)具有足夠大量量子位(量子位)的量子計算機，以解決具有挑戰(zhàn)性的計算。

確保每個量子位與系統(tǒng)中的所有其他量子位相互作用，這對于解決物理學(xué)中的基本問題至關(guān)重要。

集成軟件，算法，設(shè)備和系統(tǒng)工程。

參與實驗者，理論家，工程師和計算機科學(xué)家的平等投入。

“第一個真正有效的量子計算機不會出現(xiàn)在一個研究人員的單一學(xué)科中，”NSF首席運營官Fleming Crim表示。“量子計算需要來自各個領(lǐng)域的專家，個人應(yīng)用互補的見解來解決科學(xué)和工程領(lǐng)域中一些最具挑戰(zhàn)性的問題。NSF的STAQ項目獨特地滿足了這一需求，提供了一種前沿的方法，有望大幅提升在量子計算方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。“