美国国家量子计划年度报告暨2025向总统申请财政预算补充资料

科学委员会 国家科技委员会2024 年 12 月 关于国家科学技术委员会 国家科学和技术委员会（NSTC）是执行分支协调联邦研发（R&D）企业中各种实体之间的科学与技术政策的主要手段。NSTC的主要目标之一是确保科学和技术政策决策和项目与总统明确表述的目标一致。NSTC制定跨联邦机构协调的战略，旨在实现多个国家级目标。NSTC的工作组织在各个委员会之下，这些委员会监督专注于不同科学和技术方面的小委员会和工作组。更多信息请参见：https: / / www. whitehouse. gov / ostp / nstc. 关于科技政策办公室 美国科学与技术政策办公室（OSTP）根据1976年的《国家科学、技术和政策组织及优先事项法》成立于此机构，旨在为美国总统及其行政办公室内的其他成员提供有关经济、国家安全、国土安全、健康、外交关系、环境以及资源的技术回收和利用等方面的科学、工程和技术方面的建议。OSTP领导跨机构的科学与技术政策协调工作，协助管理与预算办公室每年对联邦研发预算进行审查和分析，并就重大政策、计划和项目为总统提供科学和技术分析和判断。更多信息，请参阅：https: / / www. whitehouse. gov / ostp. 关于 NSTC 量子信息科学小组委员会 NSTC量子信息科学分委会由《国家量子倡议法》建立，并在NSTC科学委员会的指导下协调联邦在量子信息科学及相关技术领域的研发工作。该研发协调的目标是在未来十年内维持并扩大美国在量子信息科学及其应用方面的领先地位。 关于本文档 这份文件是对总统2025预算请求的补充，并作为《国家量子倡议法案》下所要求的年度报告。 版权信息 本文件由美国政府制作，属于公共领域（见《美国版权法》第17章第105节）。在符合以下规定的情况下，本文件可以附带对OSTP的认可进行分发和复制。本文件中包含的图形作品的版权由原始版权持有者或其受让人保留，并在此获得政府许可和授权使用。如需使用任何图像，必须向图像信用中指定的提供商或如无指定提供商则向OSTP提出请求。本文件于2024年在美国出版。 国家科技委员会 执行主任 (代理) 椅子 科学与技术 ； OSTP 主任 科学委员会 共同主席 Monica Bertagnolli ， NIH 主任Sethuraman Panchanathan ， NSF 董事Kei Koizumi ， OSTP 科学 ， 社会和政策首席副主任 量子信息科学分委员会 执行秘书 共同主席 哈里特 · 孔, DOE詹姆斯 · 库什默克, NIST丹尼斯 · 考德威尔， NSF(至 2024 年9 月)David Berkowitz， NSF(自 2024 年 9月起)格雷琴 · 坎贝尔, OSTP 亚历山大 · 克罗宁 ， NSF 成员 Geetha Senthil, NIH安德鲁 · 威尔逊, NISTSa ú l Gonzalez,NSFShane Strutz, LPSAllison Curran, ODNI易培, OMBDeborah Katz, USPTO Michael Hayduk, AFRL劳拉 · 帕克, DHS约翰 · 伯克, DOD琳达 · 霍顿, DOEEsha Mathew, DOS里克 · 穆勒， IARPAA. C. Charania， NASA(自 2024年 11 月起) 国家量子协调办公室 工作人员布拉德 · 布莱克斯塔德, OSTPTanner Crowder, OSTP希拉里 · 赫斯特, OSTP托马斯 · 王, OSTP Director格雷琴 · 坎贝尔, OSTP 目录 关于国家科学技术委员会 ................................................................................ ii 缩略词和缩写 .................................................................................................................... 2 摘要 ............................................................................................................................................. 3 1 引言 ........................................................................................................................................... 4 2 预算数据 ..................................................................................................................................... 6 3 QIS 研究与开发计划亮点 ....................................................................................................... 10 3.1 国家标准与技术研究院（NIST） ....................................................................................... 11 3.2 国家科学基金会（NSF） ...................................................................................................... 16 3.3能源部（DOE） ................................................................................................................... 20 3.4 国防部（DOD） ................................................................................................................... 263.5 航空航天局（NASA） ..........................................................................................................31 3.6 国家安全局（NSA） .............................................................................................................. 33 3.7 情报高级研究项目活动（IARPA） ...................................................................................... 35 3.8 QIS 研究与开发概述总结 .................................................................................................... 36 4 QIS 政策领域 ........................................................................................................................ 37 4.1 采取科学优先的方法推动 QIS ........................................................................................... 37 4.2 培养面向未来的量子智能劳动力 ...................................................................................... 43 4.3 加深与量子产业的合作 ...................................................................................................... 49 4.4 提供关键基础设施 .............................................................................................................. 51 4.5 维护国家安全和经济增长 .................................................................................................. 54 4.6 推进国际合作 ...................................................................................................................... 56 5 总结与展望 ............................................................................................................................ 60 缩写和首字母缩写 AFOSRAFRLARLARODARPADHSDOCDODDOEDOIDOSDOTESIXFBIFFRDCIARPAICIWGLPSNASANDAANIHNISTNQCONQINQIACNRLNRONSANSFNSTCODNIOMBONROSTPOUSD (R & E)PQCQED-CQISQISTR&DSCQISUSPTOUSDA空军科研办公室空军研究实验室陆军研究实验室陆军研究办公室国防高级研究计划局国土安全部商务部国防部能源部内政部国务院交通运输部量子科学的经济和安全影响小组委员会联邦调查局联邦政府资助的研发中心情报高级研究项目活动情报界机构间工作组国家安全局物理科学实验室国家航空航天局国防授权法美国国立卫生研究院国家标准与技术研究所国家量子协调办公室国家量子计划国家量子倡议咨询委员会海军研究实验室国家侦察局国家安全局国家科学基金会国家科学技术委员会国家情报局局长办公室管理和预算办公室海军研究办公室科学和技术政策办公室研究和工程国防部副部长办公室后量子密码量子经济发展联盟量子信息科学量子信息科学与技术研究与发展量子信息科学小组委员会美国专利商标局美国农业部 执行摘要 量子信息科学（QIS）是支撑现代技术的两大基础领域——量子力学和信息理论——的交汇。这一新兴领域正在逐步展现出在计算、传感和网络方面带来革命性新能力的潜力，有可能提升国家的繁荣与安全。对基础QIS研究的投资为未来的技术奠定了基础，并在科学领域开辟了新的前沿。政府致力于推进关键和新兴技术，包括QIS，正如在预算管理和科技政策办公室发布的《研发（R&D）优先事项