芝加哥大学正在与阿贡国家实验室和费米国家加速器实验室合作，在人工智能和量子科学的新兴领域培育有前景的项目。
这些项目将解决神经科学、气候科学、宇宙物理学和量子网络中的重大问题。40万美元的种子基金由芝加哥大学的研究和国家实验室办公室提供。
“当你把阿贡、费米实验室和芝加哥大学(University of Chicago)放在一起研究时，你会发现它们有着不同寻常的广泛兴趣和专业知识，”该大学负责国家实验室的副校长胡安·德·巴勃罗(Juan de Pablo)说。“当我们处理人工智能和量子等新的科学领域时，合作将带来巨大的好处。”
美国研究与国家实验室办公室(Office of Research and National Laboratories)与数据与计算中心(Center for Data and Computing)和芝加哥量子交易所(Chicago Quantum Exchange)密切合作，通过联合工作组倡议(Joint Task Force Initiative)为这五个项目分配拨款。该计划是芝加哥大学的一个标志性项目，旨在帮助阿贡和费米实验室完成他们的使命。
自2018年启动该计划以来，该校已承诺为国家实验室项目和运营提供350万美元资金。该大学通过芝加哥大学阿贡有限责任公司和费米实验室为美国能源部管理阿贡，并通过费米研究联盟与大学研究协会合作。
AI种子项目
三个项目将使用人工智能分析大量数据和图像，并构建计算机模型，做出准确的预测和指导未来的实验:
- 科学家将绘制章鱼的神经网络图。绘制先进动物大脑中的所有连接，然后对数据进行解释，可能会给神经科学带来一场革命。该项目将涉及处理pb级的数据，这对大多数机构来说是难以想象的。阿贡的超级计算资源使它成为世界上唯一能够接受挑战的地方之一。该项目的主要研究人员是博比·卡斯图里(Bobby Kasthuri)，他是阿尔贡大学神经生物学系的助理教授和神经科学研究员;彼得·利特尔伍德，物理系教授;以及阿尔贡大学的计算机科学家尼古拉·费瑞厄。
- 云层在地球辐射预算中起着至关重要的作用——调节地球温度的能量的输入和输出之间的平衡。但是他们在未来气候变化下的行为还没有被很好地理解。云特性的潜在变化是气候预测不确定性的主要来源。来自芝加哥大学和阿尔贡大学的一组科学家已经着手创造工具，让我们利用数十年的卫星图像来了解云的行为。他们将使用最先进的计算机视觉和机器学习技术对云纹理和模式进行分类，并观察这些模式如何随着时间发生变化。该项目的主要研究人员是统计和计算机科学系的Rebecca Willett教授;伊恩·福斯特，阿瑟·霍利·康普顿计算机科学系杰出服务教授，阿尔贡大学高级科学家;地球物理科学系副教授伊丽莎白·莫耶;以及计算机科学系助理教授Michael Maire。
- 宇宙的起源和命运编码在星系、爆炸的恒星、宇宙微波背景和我们在天空中观察到的数十亿其他物体中。通过宇宙调查实验，科学家能够观察、分析和模拟这些物体，这使他们能够发现和完善宇宙进化的基本理论。费米实验室(Fermilab)和芝加哥大学(UChicago)的研究人员正在使用人工智能来自动化设计、优化和预测宇宙调查实验的工具。该工具目前要求用户手工为实验的每个方面设置参数。通过自动化，科学家将使它更加可靠和高效。从长远来看，它们将显著降低实验成本，使更多的发现成为可能。该项目的主要研究人员是计算机科学系助理教授陈玉欣和费米实验室的副科学家布莱恩·诺德。
量子种子项目
量子网络——它将允许信息的不稳定传输，以及其他主要的进步——依赖于“纠缠”。这是量子物理学的一个定律，它允许科学家把粒子连接起来，这样即使粒子相距数英里，它们也能以一种“共享状态”保持联系。在两个位置之间散布一对纠缠的粒子之后，你就可以在它们之间传送信息了。
由于各种科学和工程的挑战，即使是短距离发送量子信息仍然是困难的。但种子基金的受助人正在努力将量子网络的前景变成大规模的现实:
- 阿贡和芝加哥大学的科学家们将使用铒离子(一种化学元素)作为量子网络的节点。erbium离子的独特性质，加上Argonne先进的纳米制造资源和UChicago复杂的光纤低温测量能力，将为更可靠地远距离传输量子信息创造设备。这些设备将在阿贡-费米实验室量子链内进行测试。该项目的主要研究人员是Argonne的助理科学家Alan Dibos和Pritzker分子工程学院的助理教授田中。
- 科学家可以利用钻石中的原子缺陷来编码量子信息。但目前的技术并没有充分利用金刚石的性能。阿贡和芝加哥大学的科学家正在开发一种新方法。通过升级带有金属探针尖端的原子力显微镜，他们将在超薄金刚石膜上产生比纳米还小的特殊空洞(缺陷)，并对这些缺陷进行精确的表征。这将使他们能够优化量子耦合，即产生量子纠缠的粒子之间的连接。这个项目的主要研究人员是Argonne的科学家Jeffrey Guest和Pritzker分子工程学院的助理教授Alexander High。