国家量子协调办公室 (NQCO) 负责协调美国联邦政府、工业界和学术界的量子信息科学 (QIS) 活动。NQCO 由 2018 年《国家量子计划 (NQI) 法案》立法设立,并设立于白宫科技政策办公室内,负责监督 NQI 计划和 QIS 活动的跨机构协调;充当联邦民用 QIS 活动的联络点;确保联盟和各量子中心之间的协调;进行公众宣传,包括传播国家科学技术委员会 (NSTC) QIS 小组委员会、NSTC 量子科学的经济和安全影响小组委员会以及 NQI 咨询委员会的调查结果和建议;并促进美国 QIS 活动产生的技术、创新和专业知识的获取和早期应用,以及让一般用户群体能够访问由工业界、大学和联邦实验室开发的量子系统。更多信息请访问 quantum.gov 。
国家量子协调办公室(NQCO)在美国联邦政府,工业和学术界的量子信息科学(QIS)协调。由2018年的《国家量子倡议法》(NQI)法律立法,并在白宫科学技术政策办公室内建立,负责监督NQI计划和QIS活动的机构间协调;作为联邦民用质量QIS活动的联系;确保财团和各个量子中心之间的协调;进行公共宣传,包括传播QIS国家科学技术委员会(NSTC)小组委员会的调查结果和建议,NSTC量子科学经济和安全含义小组委员会以及NQI咨询委员会;并促进了从美国QIS活动中获得的技术,创新和专业知识的访问和早期应用,并访问了行业,大学和联邦实验室开发的量子系统到普通用户社区。更多信息可在Quantum.gov上获得。
量子信息科学 (QIS) 是物理学、计算机科学和电子工程的结合,它将量子力学的独特特性应用于信息的处理、传输、检索和存储。人们对 QIS 的广泛兴趣源于量子信息相对于传统信息可能具有的巨大技术优势 — 这些优势源自传统范式中完全无法类比的独特属性。仅在过去几年中,随着全球政府和行业投资的增加,QIS 研究取得了许多令人瞩目的突破。这些进步与国家、国际和行业的主要举措一起,提高了 QIS 在全球的知名度。
在很大程度上,在 2018 年《国家量子计划法案》的推动下,量子信息科学 (QIS) 课程和学位课程正在美国各机构迅速普及。然而,先前的研究表明,量子劳动力教育的机会分配不均,私立研究型机构的学生受益不成比例,而这些机构的学生群体并不代表整个美国高等教育。我们使用回归分析来分析截至 2022 年秋季 456 所高等教育机构的 QIS 课程分布情况,发现各机构之间存在统计学上的显著差异,特别是在机构分类、资金和地理分布方面,这表明当今的 QIS 教育计划在很大程度上未能惠及低收入和农村学生。我们还对新兴的专用 QIS 学位课程的分布进行了简要分析,发现了大致相同的趋势。最后,我们讨论了对教育工作者、政策制定者和教育研究人员的影响,包括具体的政策建议,将对 QIS 教育的投资引导到为低收入和农村学生服务的学校,利用量子社区内现有的草根多样性和包容性举措,并更新和现代化收集 QIS 教育数据的程序,以更好地跟踪这些趋势。
摘要 正如标题所示,本章简要、独立地介绍了量子信息科学 (QIS) 中的五个基本问题,这些问题特别适合用半定程序 (SDP) 来表述。我们考虑了两类受众。主要受众包括运筹学 (和计算机科学) 研究生,他们熟悉 SDP,但发现即使对 QIS 的先决条件有一点点了解也令人望而生畏。第二类受众包括物理学家 (和电气工程师),他们已经熟悉通过 SDP 对 QIS 进行建模,但对更普遍适用的计算工具感兴趣。对于这两类受众,我们都力求快速获得不熟悉的材料。对于第一类受众,我们提供足够的必需背景材料(来自量子力学,通过矩阵处理,并将它们映射到狄拉克符号中),同时对于第二类受众,我们在 Jupyter 笔记本中通过计算重新创建已知的闭式解。我们希望您能喜欢这篇介绍,并通过自学或参加短期研讨会课程了解 SDP 和 QIS 之间的奇妙联系。最终,我们希望这种学科拓展能够通过对 SDP 的富有成果的研究推动 QIS 的发展。
正如标题所示,本章简要、独立地介绍了量子信息科学 (QIS) 中的五个基本问题,这些问题特别适合用半定性程序 (SDP) 来表述。我们考虑了两类受众。主要受众包括运筹学 (和计算机科学) 研究生,他们熟悉 SDP,但发现即使对 QIS 的先决条件有一点点了解也是令人望而生畏的。第二类受众包括物理学家 (和电气工程师),他们已经熟悉通过 SDP 对 QIS 进行建模,但对更普遍适用的计算工具感兴趣。对于这两类受众,我们都力求快速访问不熟悉的材料。对于第一类受众,我们提供足够的必需背景材料 (来自量子力学,通过矩阵处理,并以狄拉克符号映射它们),同时对于第二类受众,我们在 Jupyter 笔记本中通过计算重新创建已知的闭式解。我们希望您能喜欢这篇介绍,并通过自学或参加短期研讨会课程了解 SDP 和 QIS 之间的奇妙联系。最终,我们希望这种学科拓展能够通过对 SDP 的富有成果的研究推动 QIS 的发展。
由于 QIS 的时间跨度长且本质上是跨学科的,因此其发展面临着特殊的问题。该领域的研究人员在传统学科的边缘工作,因此有时很难获得资金或发展自己的事业。最优秀的学生被 QIS 带来的兴奋所吸引,但他们不确定如何在传统的学术部门内追求这种兴趣。最令人担忧的是,那些通过 QIS 研究获得高级学位的优秀年轻科学家经常被迫离开该领域,因为缺乏稳定的资金来支持他们的工作……
子计划利用 QIS 和相关伙伴关系的跨学科性质,开展探索性、早期研究,旨在实现与 HEP 科学目标一致的高影响力发现,同时也推动基础 QIS 和相关科学技术研究领域的发展。• 要研究的主要课题是:
“量子信息科学(QIS)可以为工业,学术界和政府提供知识和技术的变革性进步。因此,旨在确保美国在QIS及其技术应用中持续领导的国家量子倡议(NQI)是一个实质而持续的国家优先事项。”