NSF США запускает создание интегрированной квантовой системы

Репортаж от Wedoany，На днях Национальный научный фонд США (NSF) запустил программу Project Triad, направленную на интеграцию квантового сенсинга, квантовых сетей и квантовых вычислений в единую работоспособную систему, создавая интегрированную квантовую инфраструктуру для экспериментальной проверки и промышленного внедрения. Программа будет опираться на три типа проектов: Национальную квантовую виртуальную лабораторию США, X-Labs и Quantum+X, чтобы объединить этапы сбора, передачи и обработки квантовой информации, позволяя различным квантовым устройствам работать совместно в единой среде.

На текущем этапе основная задача Project Triad — создание концептуальной интегрированной квантовой системы. Квантовые сенсоры отвечают за получение информации об окружающей среде или физических объектах, квантовые сети передают квантовые данные между различными устройствами, а квантовые вычислительные системы выполняют последующую обработку. NSF США заявляет, что система должна поддерживать квантовую когерентность на всех этапах сбора, связи и вычислений, чтобы избежать деградации квантовой информации в обычные данные при передаче или соединении устройств.

Национальная квантовая виртуальная лаборатория США возьмет на себя основные задачи по интеграции и тестированию объектов. В настоящее время лаборатория находится на стадии проектирования; NSF США планирует при наличии финансирования к декабрю 2026 года перевести часть проектов из стадии проектирования в реализацию и создать квантовую систему, доступную для проведения экспериментов, тестирования и оценки производительности исследовательскими группами. Под «виртуальной лабораторией» здесь понимается не просто программное обеспечение или платформа для удаленных конференций, а формирование национального ресурса для исследований, разработок и валидации, доступного для совместного использования, путем соединения квантовых устройств, экспериментальных объектов и исследовательских групп из разных регионов.

В области системной взаимосвязи NSF США X-Labs сосредоточится на решении проблем интерфейсов между квантовыми устройствами, фотонных компонентов и передачи квантовой информации. Аппаратные платформы квантовых компьютеров, сенсоров и коммуникационных устройств не полностью идентичны; для создания интегрированной системы необходимо построить сетевую и фотонную инфраструктуру, способную соединять различные квантовые узлы, и проверить стабильность передачи квантовой информации на большие расстояния. Ранее отобранные NSF США проектные группы включают, в частности, проект квантовой сети протяженностью около 60 миль, а также исследовательские проекты, направленные на создание чиповых квантовых сенсоров, отказоустойчивой квантовой логики и динамических квантовых схем.

Quantum+X, в свою очередь, отвечает за соединение интегрированных квантовых объектов с корпоративными сценариями применения. NSF США ищет партнеров в таких отраслях, как энергетика, финансы, биотехнологии и фармацевтика, для проверки таких приложений, как навигация и безопасная связь, разведка подземных ресурсов, прецизионная медицинская визуализация и мониторинг промышленных материалов, с использованием единой квантовой среды. Соответствующие проекты сначала будут оценивать техническую осуществимость в экспериментальных и тестовых условиях, а затем решать, какие системы подходят для масштабирования и развертывания предприятиями.

Данная программа не означает, что в США уже создана общенациональная квантовая коммуникационная сеть, и не объявляет о строительстве новых лабораторных корпусов, длине оптоволоконных линий, количестве квантовых компьютеров или общем объеме инвестиций. На данный момент можно с уверенностью сказать, что NSF США запустил программу создания единой инфраструктуры, охватывающей области квантового сенсинга, связи и вычислений, и поставил задачу перевести часть проектов в стадию реализации к концу 2026 года. Дальнейший прогресс будет зависеть от финансирования, разработки интерфейсов устройств, тестирования квантовых сетей и результатов интеграции концептуальных систем.