美國國家科學基金會 2.9 億美元 八大量子研究所助推突破

美國國家科學基金會（National Science Foundation, NSF）昨日宣布，將投入逾 2.9 億美元，支持旗下八間研究機構，以加速量子科學的發展與應用。這項巨額投資旨在強化美國在量子科技領域的領先地位。

作為美國政府的獨立機構，國家科學基金會（NSF）肩負著推動科學與工程領域基礎研究與教育的使命。此次的資金挹注是 NSF Quantum Leap Challenge Institutes 計畫的一部分，該計畫於 2020 年啟動，為落實 2018 年《國家量子倡議法案》（National Quantum Initiative Act）的目標而設立。

這些研究機構將專注於探討和運用量子特性，例如量子糾纏（entanglement）和疊加（superposition）等現象。量子糾纏是指兩個或多個粒子之間存在著一種特殊連結，無論相距多遠，其中一個粒子的狀態變化都會立即影響另一個粒子；而疊加則表示粒子在被測量前可同時處於多種狀態。量子科技被寄予厚望，有望在特定任務上超越傳統超級電腦的運算能力，並使感測器達到前所未有的量測精準度。

在獲得資助的八間機構中，有三間是新成立的，另五間則獲得續期資助。每間機構在未來五年內將獲得約 2800 萬至 3700 萬美元的資金。這些研究所將作為科學家、聯邦科學機構、量子科技公司及教育組織之間的合作樞紐，共同克服先進量子裝置的科學與技術挑戰。

這項計畫結合了學術界、政府與私人產業的力量，資金將支援美國 19 個州共 36 所高等教育機構的研究人員。合作夥伴包括美國能源部國家實驗室、美國國防部以及國家標準及技術研究所。此外，逾 30 家美國企業也參與其中，加速科研成果轉化為可規模化的產品與技術。

為培養未來的量子科學人才，NSF 也特別資助這些機構的教育與培訓計畫。未來五年內，數百名研究生、大學生及早期職涯研究人員將透過與社區大學、大學、高中及社區科學組織的合作，參與實習、夏令營、K-12 教師培訓及量子資訊研究專家指導等活動。

各研究機構涵蓋多樣化的量子科學領域，例如 NSF FTQSAA 將研究提升量子技術穩健性的方法，以克服量子資訊易受干擾的特性；NSF HQAN 則致力於建構模組化、互連的量子電腦；而 NSF PRACTIQAL 的目標則是開發量子糾錯技術（quantum error correction），提高量子電腦的實用性與可擴展性。這些範疇顯示出美國在量子運算、感測及材料科學等方面的全面佈局。

代理 NSF 主任 Brian Stone 表示，NSF 逾四十年前便開始為現代量子運算、感測與通訊奠定基礎。他強調：「現在正是聚焦活動，利用這些知識基礎，進一步推動我們向前邁進，造福所有美國人民。NSF Quantum Leap Challenge Institutes 是我們理解所處量子世界的重要一步。」