美国“芯片法案”将如何促进量子产业发展？

·法案提出的2800亿美元资金，大部分分配给了研究和开发新兴技术的行业和学术机构，其中突出提到的技术是量子计算。

·尽管国家科学基金会（NSF）为私营企业的量子技术发展提供资金有一定经验，但一些量子产业的高管担心资金需要多长时间才能签署和交付。

白宫8月9日签署《芯片和科学法案》，舆论大部分关注都集中在加强半导体行业发展上，但法案提出的2800亿美元资金，大部分分配给了研究和开发新兴技术的行业和学术机构。

在资金分配上，《芯片和科学法案》为美国境内半导体芯片的开发和生产提供527亿美元资金，为公共无线供应链创新提供15亿美元资金，并分配给国家科学基金会（NSF）、商务部、国家标准与技术研究所（NIST）和能源部（DOE）1699亿美元资金，用于资助先进科技的研究和创新，其中，突出提到的两类技术是量子计算和人工智能。

那么，这项法案将如何使量子产业受益？美国媒体“量子计算报告（Quantum Computing Report）”仔细研究了该法案，并得出结论，量子产业将以直接和间接的方式受益。

四个项目提供直接好处

先从直接的好处开始。在法案第二部分“B部分-研究和创新”中，有四个项目需要为量子产业提供特定资金。

第一个是名为“量子网络基础设施”的项目。在2023至2027财年，项目每年将获得1亿美元、总额5亿美元的资金。该计划将对量子网络设备和方法进行研究，开发量子网络技术的供应链；进行与量子网络相关的先进科学计算、粒子和核物理以及材料科学的基础研究；开发实验工具和测试平台；研究潜在的量子网络应用。

2023至2027财年，每年还将额外拨款1500万美元（共7500万美元），用于与量子网络、通信和传感方法标准化有关的活动。虽然一些人可能会认为这项研究只有利于长距离量子互联网发展，但“量子计算报告”指出，预计其中一些也适用于量子计算，因为一些量子计算制造商预计将在单个量子数据中心内使用微量子互联网，来连接和扩展他们的量子处理器。

第二个项目被称为“科学和技术的量子用户扩展（QUEST）”，将为美国境内的研究人员提供对美国量子计算资源的访问。该计划将提供资金，通过扩大量子计算的使用来帮助推进技术。从2023到2027财年的五年期间，QUEST计划将获得1.65亿美元资金。

最后一个直接受益的项目被称为“下一代量子领导者试点计划”。该计划将教育下一代学生和教师了解量子力学的基本原理。从2023到2026财年，每年可获得800万美元支持，总额为3200万美元。

“B部分-研究和创新”的其余部分提出，将提供资金支持各种先进技术，包括先进的能源和工业效率技术、人工智能和机器学习、先进制造、网络安全、核能、环境、生物技术、高性能计算、人工智能、6G通信、先进材料以及量子信息科学。这部分为各种项目提供资金，包括基础设施、设备和仪器，教育，基础研究，区域技术中心——NSF的技术、创新和伙伴关系新机构（“TIP”）、制造延伸、网络安全和等活动。虽然专门分配给量子产业的确切金额没有被计算出来，但预计将是可观的。

半导体发展间接推进量子产业

法案第一部分名叫“A部分-2022年芯片法案”，虽然与量子技术没有直接关系，但预计量子技术仍将获得许多无法量化的间接好处。

虽然这部分主要是为企业提供制造方面的激励，以在美国建造、扩大和现代化经典半导体的制造设施、设备和流程，但必须指出，量子处理器制造商仍然采用许多经典半导体芯片，如FPGA、微处理器、GPU和模拟组件来用于电子和模拟控制平台。因此，政府资助半导体供应商，这些供应商随后向量子企业销售产品，也将对量子产业有间接帮助。

英特尔、PsiQuantum等量子技术企业都有明确的策略，即设计与经典半导体制造设施兼容的量子芯片工艺。因此，只要半导体设施是在《芯片和科学法案》的资助下建造或升级的，那些追求这种兼容性策略的量子技术公司也可能受益。

量子技术企业可以从《芯片和科学法案》受益的另一种方式可能在于，用在半导体制造工具上的资金。量子制造产业将随着半导体封装、激光器、测量等新工具的开发，获得构建更先进量子处理器的制造方法。

因此，尽管很难准确量化美国量子产业将从《芯片和科学法案》中受益多少，但预计确实将在未来五年产生实质性的积极影响。

资金交付时间引关注

SearchEnterpriseAI援引Quantinuum总裁兼首席运营官托尼·尤特里（Tony Uttley）的话说，政府为量子行业能做的最好的事情就是成为客户。

过去几年，NSF参与资助了各种量子计算项目，包括2018年投资12亿美元的《国家量子倡议法案》（National Quantum Initiative Act）和2020年成立量子飞跃挑战研究所（Quantum Leap Challenge Institutes）。2021年9月，NSF又启动两个机构以推进量子生物传感和量子模拟。

尽管NSF为私营企业的量子技术发展提供资金有一定经验，但一些量子产业的高管担心资金需要多长时间才能签署和交付。

ColdQuanta总裁切斯特·肯尼迪（Chester Kennedy）说：“如果这些资金让人们能够获得新兴的量子和人工智能技术以进行研究，那才有真正的价值。根据我的经验，这可能是一个为期两年的过程。”

NSF的计算机和信息科学与工程局副局长玛格丽特·马特诺西（Margaret Martonosi）对NSF交付资金的时间框架更乐观。她认为，作为该国最大的联邦非国防技术资助者，NSF可以更快地提供资金。

尤特里和肯尼迪一致认为，尽管这些资金对加快量子技术的发展很重要，但对大学生进行技术教育并支持IT人员和开发人员的培训也很重要。肯尼迪希望看到政府更进一步，吸引有才华的大学生进入量子行业。

资料来源：

https://quantumcomputingreport.com/u-s-chips-and-science-act-how-does-it-impact-quantum/

https://www.techtarget.com/searchenterpriseai/news/252523608/CHIPS-Act-targets-emerging-technologies-including-quantum-AI