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Caltech Faculty to Advance Future Quantum Science Efforts

白宫科学技术政策办公室和美国能源部宣布资助全国五个新的量子信息科学中心,以支持国家量子计划。加州理工学院将参与其中的三个新科学中心:由劳伦斯伯克利国家实验室领导的量子系统加速器,也被称为伯克利实验室;由橡树岭国家实验室领导的量子科学中心;以及由Argonne国家实验室领导的Q-NEXT。

这五个新中心将开发尖端量子技术,用于包括科学计算在内的广泛应用;基础物理和化学研究;以及太阳能电池、新材料和药品的设计。为了建立这些中心,能源部将在五年内拨款6.25亿美元。

"是信息科学、材料工程和量子技术的交叉领域,也是我们大力投资的一个领域,"说。"是加州理工学院院长Thomas F. Rosenbaum、Sonja和William Davidow主席兼物理学教授。"加州理工学院的研究人员在各个学科之间轻松穿梭,帮助定义新的领域,非常适合美国能源部在量子材料、量子计算和量子网络方面的工作。

加州理工学院量子系统加速器的首席研究员约翰·普莱斯基尔(John Preskill)是理查德·p·费曼(Richard P. Feynman)理论物理学教授,也是加州理工学院量子信息与物质研究所(IQIM)所长,他将担任该中心的科学协调员。其他将参与这项工作的教员包括布伦的化学教授Garnet Chan;曼纽尔·恩德雷斯,物理学助理教授、罗森博格学者;以及计算机和数学科学教授Thomas Vidick。参与量子科学中心的加州理工学院包括理论物理学教授贾森·阿里西亚。应用物理学和物理学约翰·G·布劳恩教授奥斯卡·佩因特(95岁,博士01岁)将参加Q-NEXT中心。

量子系统加速器将以中性原子、捕获离子和超导电路为基础的先进量子原型与专门为不完善的硬件设计的算法配对,以展示科学计算、材料科学和基础物理的每个平台的最佳应用;量子科学中心将专注于拓扑量子材料以及算法和传感器的发展,使操作、传输和存储量子信息成为可能;Q-NEXT将专注于量子系统的通信网络,以及用于测试这些系统的传感器、量子模拟器和计算机的开发。

量子系统加速器,Preskill说,召集了一群顶尖的科学家和工程师,包括实验和理论物理学家、计算机科学家、电气工程师,和理论化学家、开发量子处理器,"will探索复杂的量子系统的神秘属性以前所未有的方式,开放科学发现的前所未有的机遇,同时也带来新的挑战。我们想要解决的一个问题是:这些设备的未来应用是什么?"他说:“我们知道这些应用可能会是什么样子,但随着技术的进步和我们理解的提高,可能性也在不断变化。”

"说,许多年前,亚历克谢·基塔耶夫[加州科技大学的理论物理和数学教授罗纳德和马克辛·林德]设计了一个独创性的想法,即利用物质的新阶段来制造具有固有防错能力的量子计算机。该中心的目标之一是将这一想法付诸实验。我们将朝着这个最终目标发展新的路线图,并希望在此过程中发现许多有趣的物理现象

佩因是Q-NEXT中心团队的成员之一,他说,"Q-NEXT将科学家和工程师聚集在一起,开发用于构建大规模网络的材料和设备,利用量子纠缠来分发信息。量子纠缠是自然界的一种特殊性质,通常只能在原子尺度上观察到。这些网络,代表了量子互联网的一种形式,将在一个真正大规模的量子力学表现,有潜力实现新的方法安全共享信息,执行分布式计算,或部署传感器阵列

更多的信息可以在关于量子系统加速器,量子科学中心和Q-NEXT的新闻发布中找到。

更多信息见能源部的新闻稿。

上图:超导量子处理器电路。(图片来源:雷神斯威夫特/伯克利实验室)

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.caltech.edu/about/news/caltech-faculty-advance-future-quantum-science-efforts