美國能源部計劃3年內建成成熟量子計算機

美國能源部（DOE）科學事務副部長Darío Gil近日宣布，該部門計劃在3年內建成一臺可開展科學價值計算的全功能量子計算機。不過，即便是從事量子計算研究的科學家也表示，這一目標或許更偏向理想化，而非可實現的計劃。

據《科學》報道，Gil是在新一屆聯邦咨詢委員會成立會議上作出的這一承諾。該委員會將為DOE的基礎研究機構——科學辦公室提供決策參考。該辦公室年度預算達84億美元，是美國物理科學領域規模最大的資助機構。

Gil在日前舉行的科學咨詢委員會辦公室（SCAC）首次會議上表示：“到 2028 年，我們將推出第一代具備容錯能力的量子計算機，能夠進行具有科學價值的量子計算。”該量子計算機預計將落戶于科學辦公室的10個國家實驗室之一。Gil并未透露其他細節。

“這是一個非常樂觀又極具價值的目標。”美國耶魯大學的物理學家Steven Girvin表示，Gil精準抓住了核心問題——實現容錯。這一理想狀態指量子計算機能更快地檢測與糾正其微小的量子位出現的錯誤，且糾錯速度快于錯誤產生速度，從而實現持續運行。“可我無法預估實現這一目標需要多久。”Girvin稱，研究人員在量子糾錯領域已取得巨大進展，但距離實現容錯仍有很大差距。

Gil解釋稱，DOE將與多家量子計算企業合作建造這臺量子計算機。他計劃發布征集公告，要求研發方滿足通用性能指標，如設備可執行的計算運算次數，并為最具可行性的方案提供資金支持。Gil表示，DOE不會限定量子比特類型等技術細節，“只要能達成目標并證明其科學價值，研發方式可自行決定”。

SCAC由粒子物理學家、美國斯坦福大學前教務長Persis Drell擔任主席。Gil向該委員會下達了兩項工作指令，一是要求這個由21名成員組成的團隊思考科學辦公室如何能以最佳方式支持政府在人工智能領域的整體推進工作，即“創世紀任務”。SCAC需在7月前提交建議，明確何種計算資源能最優支撐該計劃、如何篩選納入該計劃動態目標體系的科研課題，以及DOE如何助力培養適配人工智能發展的人才隊伍。

Gil的另一項指令是，SCAC要著手制定一份新的潛在新建科研設施清單。科學辦公室是美國大型科研基礎設施的核心建設機構，旗下運營著X射線源、中子源、粒子對撞機、超級計算機等28個重大設施，每年服務超4.3萬名科研用戶。

自2003年起，科學辦公室基本沿用時任主任、物理學家Barack Obama制定的設施清單。該清單原本規劃未來20年的建設方向，如今清單上的項目幾乎均已建成、開工或終止。Gil對SCAC的工作要求中提到，需考量各項目如何“融入并支撐創世紀計劃”。這也意味著新型計算設施或將獲得優先推進。