2026年8月25日——一项旨在打造更精确的时钟、更快的计算机，以及能够探测最细微疾病和灾害迹象的新传感器的科学探索，将获得3750万美元的资金支持。

美国国家科学基金会（NSF）正通过其“量子跃迁挑战研究所”计划，投资科罗拉多大学博尔德分校及其合作伙伴下一阶段的量子科学研究与工程工作。

“在打造顶级量子技术工具并将其应用于有意义、有影响力的科学问题方面，我们确实是世界领先者。”JILA研究员、领导设于科罗拉多大学博尔德分校的量子研究中心的物理学家Jun Ye说，“宇宙中还有很多未知数，只有制造出一些最灵敏的仪器，我们才能获得线索，了解它们背后是什么。”

这些仪器包括下一代原子钟、世界上最稳定的激光器，以及能够从人的呼吸中更快地检测疾病的灵敏生物医学传感器。

Jun Ye领导着NSF Q-SEnSE中心。该中心于2020年在科罗拉多大学博尔德分校启动，曾获NSF 2500万美元的资助，现已汇聚来自16家机构的39名研究人员。

“这是科罗拉多大学博尔德分校正在开展的创新且有影响力研究的又一例证，其基础是JILA、NIST和量子科学60多年来的突破。”科罗拉多大学博尔德分校校长Justin Schwartz说，“这笔资金将加快变革性技术的开发，支持科罗拉多州蓬勃发展的量子生态系统不断壮大，并进一步巩固博尔德作为全球量子创新中心的地位。科罗拉多大学博尔德分校将继续在其中发挥关键作用。”

由科罗拉多大学博尔德分校主导的量子研究已在帮助开发相关工具，这些工具能以远高于传统仪器的精度测量分子、原子和其他微小物体。

在过去短短五年里，该中心的研究已被96个国家的文献引用超过7300次。

“它把来自不同学科和领域的研究人员汇聚在一起。”NSF Q-SEnSE执行主任Inese Berzina-Pitcher谈到该中心时说，“它还为研究生提供了参与非常相关且令人兴奋的新研究的机会。”

这笔资助的一部分将用于人才发展和培训项目。

沿科罗拉多州北部前山地带，已有30多家量子公司设立总部。就在上周五，Jun Ye还接到一家原子计算机公司的电话，请他协助招聘和录用学生。

Paul M. Rady机械工程系教授、NSF Q-SEnSE联合首席研究员Greg Rieker将这场正在进行的量子研究革命带来的益处与太空竞赛相提并论。

“数量惊人的现代技术都源于太空竞赛。”他说，“我们现在正全速奔向量子计算，并在此过程中催生出以出人意料的方式造福社会的衍生技术。”

光学频率梳技术就是其中一个例子。用于光学钟和量子网络的相同激光器，也能探测空气中最细小的分子。

“你可以用它们检测空气质量或人的呼吸，从而进行医学诊断。这只是NSF Q-SEnSE技术组合所能实现的应用中的两个例子。”Rieker说。

物理学教授、JILA研究员Cindy Regal表示，这项研究还将帮助科学家追寻新的科学发现。

“量子仪器能够观测到极微小的效应，我们的团队拥有解读测量结果中有趣‘指纹’的基础物理专业知识。”她说。

由科罗拉多大学博尔德分校牵头的NSF Q-SEnSE是八个NSF量子跃迁挑战研究所之一，这些研究所将合计获得超过2.9亿美元，用于推进基础量子研究。

“四十多年来，NSF一直在为研究与发现奠定基础，正是这些基础支撑着当今现代量子计算、传感与通信的发展。”履行NSF主任职责的Brian Stone表示，“现在应当开展重点行动，利用这一知识基础推动我们走得更远，造福所有美国人。NSF量子跃迁挑战研究所正是我们理解自己所处量子世界的下一步。”