2026年8月25日——美国国家科学基金会（NSF）已续签 NSF Quantum Leap Challenge Institute for Robust 量子模拟 (RQS) 的五年期资助，预计总额达3750万美元，自9月1日起生效，开启量子模拟研究的新阶段。

NSF RQS 成立于2021年，以马里兰大学（UMD）为依托，由杜克大学和普林斯顿大学共同牵头，开发了验证量子系统、减少误差和展示日益复杂量子模拟的新方法，同时构建了一个由科学家、工程师、教育工作者和学生组成的协作社区。

这笔新资助将扩大该研究所的科学与教育项目，同时加强学术界、联邦实验室和产业界之间的伙伴关系。这一前瞻性战略使 NSF RQS 能够迎接量子模拟领域的下一代挑战。哈佛大学将加入 NSF RQS，进一步壮大这支已经包括耶鲁大学和美国国家标准与技术研究院（NIST）的团队。

NSF RQS 是 NSF Quantum Leap Challenge Institutes (QLCI) 项目的一部分，该项目是一个跨学科研究中心网络，旨在通过协作研究、教育和人才培养加速量子信息科学的发展。

“四十多年来，NSF 一直在为研究和发现奠定基础，正是这些基础推动着当今现代量子计算、传感和通信的发展，”履行 NSF 主任职责的 Brian Stone 表示。“现在是时候开展重点活动，利用这一知识基础推动我们更进一步，造福所有美国人。NSF Quantum Leap Challenge Institutes 是我们在理解我们所处的量子世界方面迈出的下一步。”

量子模拟器使我们能够研究量子系统，就像风洞让我们无需建造整架飞机就能测试机翼一样。杜克量子中心拥有最先进的学术离子阱系统，我们期待与合作伙伴一起，突破量子设备可模拟范围的边界。

Kenneth Brown，Michael J. Fitzpatrick 电气与计算机工程杰出教授；杜克量子中心主任

借助新资助，NSF RQS 的研究人员将继续推进鲁棒量子模拟科学，使其更接近成为科学发现的实用工具。量子模拟被广泛视为量子计算的首批实际应用之一。量子模拟器并非试图让所有类型的计算都更快，而是旨在模拟极其复杂的量子系统——这些系统甚至会让当今最强大的传统计算机不堪重负。

“量子模拟器使我们能够研究量子系统，就像风洞让我们无需建造整架飞机就能测试机翼一样，”杜克大学 Michael J. Fitzpatrick 电气与计算机工程杰出教授、杜克量子中心主任、NSF RQS 项目中杜克大学首席研究员 Kenneth Brown 表示。“杜克量子中心 拥有 最先进的学术离子阱系统，我们期待与合作伙伴一起，突破量子设备可模拟范围的边界。”

挑战在于让这些模拟值得信任。当今的量子硬件本质上是脆弱的，环境扰动带来的误差可能破坏计算。NSF RQS 的成立正是为了开发验证量子模拟、减少这些误差的方法，并在某些情况下甚至利用这些误差，最终使量子模拟成为更可靠的研究工具。

“我们研究所的过去五年帮助奠定了鲁棒量子模拟的科学基础，”马里兰大学 Minta Martin 教授、物理系与电气与计算机工程系联合聘任的 Mohammad Hafezi 表示，他将领导 RQS 的下一阶段。“此次续签使我们能够应对日益复杂的科学问题，同时推进能够回答自然界基本问题的量子技术。”

下一阶段，NSF RQS 将转向研究所负责人所称的“量子模拟工程”——开发日益可扩展、能够解决重要科学问题的量子技术。例如，该合作项目将利用模拟来加深对构成物质的粒子以及量子系统如何与环境相互作用的理解。

“量子模拟是近期处理器的一个前景广阔的应用，我们可能会首先在理论物理领域看到它的影响，”杜克大学电气与计算机工程助理教授、杜克大学七位参与 NSF RQS 的教员之一 Crystal Noel 补充道。“我很兴奋，NSF RQS 的这一新阶段将让我们能够就在杜克量子中心这里，用我们最先进的量子处理器开展这些模拟。”

续签的资助还将继续开展研究所的推广工作，包括教师发展工作坊、公众科普、K–12量子教育项目、研究研讨会和暑期学校，同时为学生和博士后研究人员创造新机会，帮助他们在整个量子人才队伍中做好职业准备。

“我们正处于精确确定量子计算机在不久的将来能做什么和不能做什么的关键时刻，”Hafezi 说。“实现这一潜力将需要大学、联邦实验室和私营企业之间建立充满活力的伙伴关系，我们感谢这次续签资助，它将帮助我们引领这项工作。”