2020年7月21日，美國國家科學基金會（NSF）與白宮科技政策辦公室（OSTP）合作，宣布撥款7500萬美元資助三個量子躍遷研究所，旨在未來5年克服量子信息科學與工程領域的基礎研究障礙。美國政府希望通過三個研究所的建設，使美國在未來繼續成為量子信息科學（QIS）研究的聚集地。

一、量子領域新研究所

NSF正在建立的三個量子躍遷挑戰研究所（QLCI）分別是：

（1）研究利用關聯量子態增強傳感和分布的QLCI。

在輻射或重力等環境中可以測量一切的量子傳感器，將比傳統傳感器更加靈敏和準確。該研究所由科羅拉多大學牽頭，負責精密測量領域量子傳感技術的設計、開發和應用。

（2）研究混合量子架構和網絡的QLCI。

開發更加健壯的量子處理器是量子信息科學和工程的一個重大挑戰。該研究所由伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校牽頭，負責建設由小型量子處理器組成的互聯網絡，并進行功能測試以供實際應用。

（3）研究當前和未來量子計算的QLCI。

當前的量子計算原型機規模很小且容易出錯。該研究所由加州大學伯克利分校牽頭，負責設計先進大型量子計算機，為現有和未來的量子計算平臺開發有效的算法，并最終證明量子計算機性能優于任何傳統計算機。這些研究所將促成一個互聯社區，包括16個核心學術機構、8個國家實驗室、22個行業合作伙伴，通過融合多學科和多領域的觀點和資源，促進可持續創新生態系統的形成。除了研究工作之外，它們還將在教育和培訓多樣化量子領域勞動力方面取得長足進展，為各級教育的學生和教師開發新的線上和線下課程。

二、量子領域新研究所建設背景

2018年美國OSTP發布第一個全國性的QIS戰略計劃——“量子信息科學國家戰略概覽”，就QIS的優先事項為政府、私營部門和學術界提供指導。同年，美國政府簽署兩黨聯立的《國家量子計劃法案》，確保了QIS的國家資助，同時加強了聯邦合作。2019年，白宮成立國家量子協調辦公室，以協調和加強整個聯邦政府的量子政策和研發投資。

2020年，圍繞量子計算的立法提案以及量子研發雙倍投資承諾的總統預算，都彰顯了美國在量子領域的積極努力。美國NSF一直致力于在量子信息科學和工程領域實現突破，希望通過研究人員對量子現象的認知來開發諸如量子計算機、傳感器和通信等技術，從而對國家和全球經濟產生巨大的影響。

美國NSF于2019年2月發布“量子躍遷挑戰研究所（QLCI）”計劃建設指南，計劃提供9400萬美元推動量子信息科學與工程前沿。

2019年7月美國NSF推進QLCI計劃，開始征集提案準備資助量子研究所，研究所將采用多學科研究方法，研究量子技術的計算、通信、傳感和模擬四大領域，以期使計算機和信息系統發生革命性變化。

這些量子研究所是QLCI計劃的核心內容，也是美國NSF響應聯邦政府發展量子信息科學關鍵舉措的核心部分。