

昨日,美国国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会(SCQIS)发布了 "将量子传感器付诸实践"的战略计划。量子传感技术已经给社会带来了巨大的好处,例如,全球定位系统(GPS)利用了原子钟,磁共振成像(MRI)利用了核自旋控制进行医学成像。新的量子传感器在短期内也有机会成为可应用的技术,并产生类似的变革性影响。然而,从基础研究到商业化产品的漫长技术发展弧线需要集中、大量和持续的努力。伴随着广泛的应用空间和不同的终端用户需求,成熟的量子传感技术需要一个长期的战略来协调政府机构的优先事项并联合私人利益相关者。

量子传感器和测量设备提供准确性、稳定性和新的能力,为商业、政府和科学应用提供优势。在不久的将来,量子信息科学与技术(QIST)可以使新一代类似的变革传感器成为可能。此外,如果协同努力作为美国国家量子计划(NQI)的一部分被优先考虑,这个过程可以加速。
为了将基于量子信息科学与技术(QIST)的传感器从实验室转移到市场以及进入各种任务空间,必须克服几个挑战。工业界、学术界和美国各部门和机构(以下简称机构)之间的合作可以促进必要的科学和工程,特别是在确定了共同愿景和互利目标的情况下。适当的伙伴关系可以通过将研究人员与潜在的最终用户联系起来,共同设计和实地测试原型,从而促进进展。为此,在此提出建议,以协调研发和促进量子传感器的富有成果的应用。美国国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会应利用其跨部门工作组,促进以下建议的适当实施:

01 领导QIST研发的机构应加速开发新的量子传感方法,并优先考虑与终端用户建立适当的伙伴关系,以提高新的量子传感器的技术准备程度。
02 使用传感器的机构应进行可行性研究,并与QIST研发负责人联合测试量子原型,以确定有发展前途的技术,并专注于解决其机构使命的量子传感器。
03 支持工程研发的机构应开发广泛适用的组件和子系统,如紧凑可靠的激光器和集成光学器件,以促进量子技术的发展和促进规模经济。
04 各机构应简化技术转让和收购做法,以鼓励开发和早期采用量子传感器技术。
这些建议通过建立在《量子信息科学国家战略概览》和《 NQI 法案》的基础上,加强了美国的 QIST 战略。长期目标是通过量子技术的发展促进经济机会、安全应用和科学进步。在近期至中期,即未来1 至 8 年内,根据这些建议采取行动将加速实现量子传感器所需的关键发展。

实现新的量子传感器是一个切实可行的近期目标,作为美国国家量子倡议计划的一部分,应该由出席质量控制系统小组委员会的机构加以推动。将更多的量子传感器投放市场是一个目标,它可以为未来的产业奠定基础,并为繁荣和安全提供颠覆性的优势。这些努力将开辟新的视野,扩大基础科学和工程的范围。总而言之,为了使美国能够实现量子技术的经济、安全和社会效益,美国各个政府机构完善政策与战略支撑,共同努力为下一波量子传感器取得成果。
[1].https://www.quantum.gov/scqis-releases-strategic-plan-for-bringing-quantum-sensors-to-fruition/
[2].https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2022/03/BringingQuantumSensorstoFruition.pdf
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