Ενημέρωση:Η κβαντική φυσική τραβάει την προσοχή —και τις καλύτερες προοπτικές χρηματοδότησης— στο Κογκρέσο

*Ενημέρωση, 27 Ιουνίου, 12:30 μ.μ.: Η επιστημονική επιτροπή της Βουλής των Αντιπροσώπων ενέκρινε σήμερα ομόφωνα τον National Quantum Initiative Act (H.R. 6227), ο οποίος θα δημιουργήσει μια 10ετή ομοσπονδιακή προσπάθεια με στόχο την ενίσχυση της κβαντικής επιστήμης. Το δικομματικό νομοσχέδιο θα δημιουργήσει ένα όργανο του Λευκού Οίκου για το συντονισμό της πολιτικής και των σχεδίων και θα εξουσιοδοτήσει τρεις υπηρεσίες—το Υπουργείο Ενέργειας (DOE), το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF)—να ξοδέψτε 1,275 δισεκατομμύρια δολάρια από το 2019 έως το 2023 στην κβαντική έρευνα. Το DOE θα λάβει 625 εκατομμύρια δολάρια από αυτό το σύνολο, το NIST 400 εκατομμύρια δολάρια και το NSF 250 εκατομμύρια δολάρια. (Οι ιδιοκτήτες στο Κογκρέσο θα αποφάσιζαν ακριβώς πόσα θα λάβει κάθε υπηρεσία και οι πιστώσεις είναι συχνά χαμηλότερες από τις εγκεκριμένες δαπάνες.) Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη νομοθεσία, η οποία έχει επίσης εισαχθεί στη Γερουσία.

Ακολουθεί η αρχική μας ιστορία από τις 13 Ιουνίου:

Πολλά μέλη του Κογκρέσου παραδέχονται ότι βρίσκουν την κβαντική φυσική συγκλονιστική, με την αντίθετη περιγραφή της για τον υποατομικό κόσμο. Αλλά αυτό δεν εμποδίζει τους νομοθέτες των ΗΠΑ, καθώς και τους πολιτικούς στην κυβέρνηση του Προέδρου Ντόναλντ Τραμπ, να υποστηρίξουν μια αναδυόμενη προσπάθεια για καλύτερη οργάνωση και ενίσχυση της χρηματοδότησης για κβαντική έρευνα, η οποία θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει τους υπολογιστές, τους αισθητήρες και τις επικοινωνίες.

Τις επόμενες εβδομάδες, η επιστημονική επιτροπή της Βουλής των Αντιπροσώπων αναμένεται να εισαγάγει νομοθεσία που ζητά μια νέα, 10ετή Εθνική Κβαντική Πρωτοβουλία (NQI). Ο Λευκός Οίκος, από την πλευρά του, έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει επίσημα μια νέα επιτροπή που θα καθοδηγεί τον ρόλο της ομοσπονδιακής κυβέρνησης στην κβαντική επιστήμη. Βασικοί επιστημονικοί φορείς καλούν το Κογκρέσο να επιταχύνει τις δαπάνες για την κβαντική έρευνα. Και η Γερουσία υποστηρίζει μια ώθηση στον τομέα:Την περασμένη εβδομάδα, ενέκρινε ένα νομοσχέδιο για την αμυντική πολιτική-μαμούθ που περιλαμβάνει μια διάταξη που καθοδηγεί το Πεντάγωνο να δημιουργήσει ένα νέο πρόγραμμα κβαντικής επιστήμης 20 εκατομμυρίων δολαρίων.

Μια ώθηση ενός έτους από έναν συνασπισμό ακαδημαϊκών ερευνητών και εταιρειών τεχνολογίας βοήθησε να πυροδοτηθεί αυτή η αναταραχή δραστηριότητας. Οι υποστηρικτές υποστηρίζουν ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες χρειάζονται ένα καλύτερο σχέδιο για τη συλλογή των πιθανών καρπών της κβαντικής έρευνας - και για να συμβαδίσουν με τους παγκόσμιους ανταγωνιστές. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει ξεκινήσει μια δεκαετή πρωτοβουλία κβαντικής έρευνας και η Κίνα λέγεται ότι επενδύει μεγάλες ποσότητες στον τομέα αυτό. Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι «η μόνη μεγάλη χώρα που δεν κάνει κάτι», λέει ο Chris Monroe, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park και συνιδρυτής μιας startup που αναπτύσσει κβαντικούς υπολογιστές, οι οποίοι θα μπορούσαν να ξεπεράσουν τους συμβατικούς υπολογιστές σε ορισμένα προβλήματα. .

Τον περασμένο Ιούνιο, μια μικρή ομάδα ακαδημαϊκών, στελεχών και εκπροσώπων συμφερόντων, στην οποία περιλαμβάνεται η Monroe, κυκλοφόρησε μια λευκή βίβλο που ζητούσε NQI. εξέδωσαν σχέδιο για την προσπάθεια τον Απρίλιο. Εν τω μεταξύ, η επιστημονική επιτροπή της Βουλής των Αντιπροσώπων πραγματοποίησε ακρόαση για το θέμα τον περασμένο Οκτώβριο και σχεδιάζει να δημοσιεύσει ένα νομοσχέδιο αργότερα αυτόν τον μήνα που βασίζεται σε μεγάλο βαθμό από το σχέδιο.

"Πρέπει να διασφαλίσουμε ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες δεν υστερούν σε άλλα έθνη που προχωρούν σε κβαντικά προγράμματα", δήλωσε χθες ο πρόεδρος της επιτροπής επιστήμης Lamar Smith (R–TX) σε μια δήλωση σχετικά με το νομοσχέδιο.

Η νομοθεσία θα εξουσιοδοτήσει το Υπουργείο Ενέργειας (DOE) και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) να δημιουργήσουν νέα ερευνητικά κέντρα σε πανεπιστήμια, ομοσπονδιακά εργαστήρια και μη κερδοσκοπικά ερευνητικά ιδρύματα, σύμφωνα με εκπρόσωπο της επιτροπής. Αυτοί οι ερευνητικοί κόμβοι θα στοχεύουν στη δημιουργία συμμαχιών μεταξύ φυσικών που κάνουν θεμελιώδη έρευνα, μηχανικών που μπορούν να κατασκευάσουν συσκευές και επιστημόνων υπολογιστών που αναπτύσσουν κβαντικούς αλγόριθμους. Τα κέντρα θα μπορούσαν να δώσουν στους ακαδημαϊκούς που επιδιώκουν να αναπτύξουν εμπορικές τεχνολογίες πρόσβαση σε τεχνογνωσία και ακριβά ερευνητικά εργαλεία, λέει ο φυσικός David Awschalom από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο στο Ιλινόις, ένας από τους συγγραφείς του σχεδίου. "Οι ανάγκες της έρευνας ξεπερνούν γρήγορα κάθε μεμονωμένο εργαστήριο", λέει.

Η πρόταση "ακούγεται πραγματικά υποσχόμενη", λέει η Danna Freedman, χημικός στο Πανεπιστήμιο Northwestern στο Evanston του Ιλινόις, η οποία δεν συνέβαλε στην πρόταση. Ωστόσο, η Freedman, η οποία συνθέτει υλικά που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων ειδών κβαντικών εξαρτημάτων υπολογιστών, λέει ότι ο ενθουσιασμός της "εξαρτάται από τον βαθμό που η κυβέρνηση αποφασίζει να συνταγογραφήσει την έρευνα."

Το σχέδιο συνιστά οι κόμβοι να επικεντρωθούν σε τρεις τομείς:ανάπτυξη υπερακριβών κβαντικών αισθητήρων για βιοϊατρική, πλοήγηση και άλλες εφαρμογές. αδιάβροχη κβαντική επικοινωνία. και κβαντικούς υπολογιστές. Το νομοσχέδιο πιθανότατα θα το αφήσει στα χέρια των ομοσπονδιακών υπηρεσιών, του νέου κβαντικού πάνελ του Λευκού Οίκου και μιας εξωτερικής συμβουλευτικής ομάδας για να καθορίσουν το επίκεντρο της πρωτοβουλίας. Οι υποστηρικτές λένε επίσης ότι η προσπάθεια θα μπορούσε να βοηθήσει στην προώθηση της ανάπτυξης λογισμικού για κβαντικούς υπολογιστές - ένα σημαντικό εμπόδιο. Αυτήν τη στιγμή, μόνο «δεκάδες ή εκατοντάδες άνθρωποι» μπορούν να προγραμματίσουν κβαντικούς υπολογιστές, λέει ο William Zeng της Rigetti Computing, μιας startup στο Μπέρκλεϋ της Καλιφόρνια, που επιδιώκει να δημιουργήσει έναν κβαντικό υπολογιστή και να προσφέρει υπηρεσίες κβαντικής υπολογιστικής. "Αυτό δεν θα είναι σε θέση να υποστηρίξει την ανάπτυξη του πλήρους δυναμικού της τεχνολογίας."

Δεν είναι ακόμη γνωστό πόση χρηματοδότηση θα προτείνει το νομοσχέδιο της Βουλής, το οποίο επεξεργάζονται οι Ρεπουμπλικάνοι στο επιστημονικό πάνελ. Το σχέδιο προβλέπει τη διοχέτευση 800 εκατομμυρίων δολαρίων σε 5 χρόνια στο NQI, αλλά ακόμα κι αν το νομοσχέδιο εγκρίνει αυτόν τον αριθμό, οι ιδιόκτητες του Κογκρέσου θα έχουν τον τελευταίο λόγο. Επίσης αβέβαιο είναι εάν οι Δημοκρατικοί θα υπογράψουν και θα συμβάλουν στη διασφάλιση της διέλευσης από την Ολομέλεια της Βουλής και εάν η Γερουσία θα υποστηρίξει την ιδέα.

Εν τω μεταξύ, οι νομοθέτες και η κυβέρνηση Τραμπ κινούνται για να ενισχύσουν τις ομοσπονδιακές δαπάνες για την κβαντική επιστήμη, τις οποίες οι αναλυτές το 2016 υπολόγισαν σε περίπου 200 εκατομμύρια δολάρια ετησίως. Προσθέτοντας στην ενίσχυση 20 εκατομμυρίων δολαρίων που εγκρίθηκε από τη Γερουσία (αλλά όχι ακόμη από ολόκληρο το Κογκρέσο), το αίτημα προϋπολογισμού του Τραμπ για το 2019 θα δημιουργήσει μια νέα πρωτοβουλία «Quantum Leap» 30 εκατομμυρίων δολαρίων στο NSF και θα ενίσχυε τα προγράμματα κβαντικής έρευνας του DOE στα 105 εκατομμύρια δολάρια.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες, που θεωρούνται από καιρό ως ηγέτης, αντιμετωπίζουν αυξανόμενο παγκόσμιο ανταγωνισμό στον κβαντικό τομέα, λέει ο Walter Copan, διευθυντής του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας στο Gaithersburg, Maryland, το οποίο έχει παίξει εδώ και καιρό ρόλο στην κβαντική έρευνα. "Είναι το ισοδύναμο ενός διαστημικού αγώνα τώρα", λέει ο Copan, ο οποίος συναντήθηκε την περασμένη εβδομάδα με τον Smith. Η εστίαση των ομοσπονδιακών πόρων στο πεδίο, προσθέτει ο Copan, "έχει εκπληκτική υπόσχεση για τη χώρα—αν γίνει σωστά."