2026年10月15日——量子计算领域的领导者QuEra Computing今日宣布，其科学家将与入选能源高级研究计划局（ARPA-E）计算化学量子计算（QC3）项目的九支团队中的三支合作，为复杂材料和分子开发基于中性原子的建模框架。该三年期项目由美国能源部于2026年3月宣布，向项目执行方总计投入3700万美元。

QC3旨在弥合供应商路线图与已发表的能源相关化学应用算法所需资源之间的差距；这些路线图正快速向本十年末扩展逻辑能力过渡，但尚未清晰对应所需资源。ARPA-E的前提是，这一差距将通过全栈协同设计来弥合：技术栈每一层提升两到三倍，叠加后整体可达一个数量级。该项目要求各团队确定一个相当于千万亿英热单位能源或十亿吨二氧化碳当量的应用，并寻求相较经典最先进技术实现可扩展的百倍提升，并在约100个逻辑量子比特规模上得到验证。QuEra更新后的路线图目标是到2029年实现1000个逻辑量子比特，为该计划提供充足的硬件能力。

三个项目

QuEra科学家在以下每个团队中担任共同首席研究员，贡献中性原子资源接入、专业知识以及算法与架构协同设计。

• SuperKIQ，由劳伦斯伯克利国家实验室牵头。通过受Krylov启发的量子算法搜寻超导体，旨在加深对高温超导体的理解，并针对具有可重构连接性的硬件协同设计算法与纠错协议，从而加速新超导材料的发现。该团队还包括NASA艾姆斯研究中心、南加州大学、密歇根州立大学、Citrine Informatics和Azulene Labs。
• MAGNETIQC，由劳伦斯利弗莫尔国家实验室牵头。将量子与机器学习加速的软件工具应用于发现用于电动机、发电机和高性能信息技术的超强轻质磁体。该团队还包括来自哥伦比亚大学、国家能源研究科学计算中心应用技术组和Citrine Informatics的成员。
• Quantum Computing for Hydrogen Fuel Production，由Phasecraft牵头。用于模拟电解的优化量子算法，主要目标是减少氢生产中对关键矿物铱的依赖。该团队还包括Phasecraft Ltd、庄信万丰和哈佛大学。

为何中性原子支持ARPA-E的使命

QC3招标要求每位申请者在其申请中提交量子硬件供应商的意向书，这使硬件选择成为前置门槛要求，而非后期实施细节。九个入选主承包方中有五个是运营自有设备的硬件公司。在其余四个项目中，QuEra是其中三个项目的外部硬件供应商合作伙伴。

QuEra的中性原子技术和应用协同设计方法对合作伙伴具有吸引力，因为它为跨纠错层和应用层的全栈应用开发与优化提供了架构优势。中性原子天然完全相同，由激光无线控制，并可重构，从而实现高度连接性：这是算法开发和纠错实现中的核心杠杆。

“QuEra的架构和软件栈为研究人员提供了非凡的灵活性，可将量子纠错和容错应用与硬件本身进行协同设计，”QuEra算法与应用副总裁Shengtao Wang表示。“这种灵活性在ARPA-E的QC3这类长期项目中尤其宝贵，该项目旨在为计算化学和材料科学带来阶跃式变化。”

协同设计作为方法

ARPA-E的协同设计理念与QuEra高度一致。QuEra与洛斯阿拉莫斯国家实验室于2026年6月在PRX Quantum上发表了一种横向STAR架构，针对结构化量子模拟，其执行速度最高可达传统容错方法的250倍，物理量子比特数约为后者的一半；这一成果具体是通过围绕中性原子可重构连接性协同设计纠错来实现的。另外，2025年发表在Nature上的算法容错研究使可重构架构的运行时开销降低了10至100倍。

“越来越多的证据表明，最早的量子优势实例将是整个应用栈协同设计的结果，从算法设计到量子纠错（QEC）架构，再到硬件本身，”QuEra量子应用总监Stefan Ostermann表示。“美国能源部通过QC3采取的方法是我们深表认同的，我们期待在该项目过程中与他们紧密合作。”