哥伦比亚牵头开发量子模拟器

量子技术(特别是模拟器和计算机)具有革新21世纪的潜力。

但是，在量子计算能够超越现有工具来处理信息并实现其承诺之前，该领域仍需要取得重大进展。

由哥伦比亚大学领导的多学科研究团队能够将量子技术从实验室带到现实应用中。

该团队已经获得了美国国家科学基金会(NSF)融合加速器奖的一百万美元，用于建造量子模拟器，该设备可以解决传统计算机上难以模拟的问题。该项目包括来自学术界，国家实验室和行业的物理学家，工程师，计算机科学家，数学家和教育家。

哥伦比亚大学物理学助理教授，该项目的首席研究员塞巴斯蒂安·威尔说：“这笔资金将使我们能够开发一种量子模拟器的概念，以帮助解决现实世界中的挑战。” “为此，我们召集了一个多元化的团队，其中包括原子物理学，光子学，电子学和软件方面的专家，以及该平台的未来用户。”

美国国家科学基金会(National Science Foundation)于2019年启动了融合加速器计划，这是NSF和联邦政府独有的新结构，以帮助迅速将符合NSF的“大创意”的研究和发现转变为实践。在2020年，美国国家科学基金会(NSF)继续投资于两个具有国家重要性的变革性研究领域：量子技术和人工智能。

哥伦比亚是全国11个获得量子技术第一阶段融合加速器奖的机构之一。这些奖项支持2018年通过的《国家量子计划法案》，以加速量子科学和信息技术应用的发展。美国国会已经批准了高达12亿美元的量子信息科学研究资金，其中包括计算机。

建立具有解决许多不同行业和应用中看似棘手的问题的潜力的量子计算机的希望，在于以越来越高的精度控制微观量子系统，以使其能够用于计算任务。

有了这项赠款，哥伦比亚团队将开发硬件和软件概念，以基于原子的有序阵列构建通用的量子模拟器。该小组将量子信息存储在单个原子中，并对它们进行编程以执行量子模拟。除了开发该设备外，计划还包括通过云计算使广大用户可以访问该设备。

在接下来的9个月中，2020年群组Convergence Accelerator团队将努力发展其最初的概念，确定新的团队成员，并参加有关设计，团队科学，球场准备和演讲指导的课程。在开发出原型之后，这些团队将参加一次竞赛和提案评估。入选第二阶段的团队将有资格获得额外的资金：在24个月内最多可​​获得500万美元。

到第二阶段结束时，预计团队将提供影响大规模社会需求的解决方案。

NSF融合加速器计划负责人道格拉斯·莫恩(Douglas Maughan)说：“量子技术和AI驱动的数据以及模型共享主题是根据社区的意见选择的，并确定了联邦研究与开发的优先事项。” “这是该计划的第二个队列，我们​​为这些团队使用融合研究和以创新为中心的基础知识来加速具有积极社会影响力的解决方案而感到兴奋。”

模拟器项目团队包括来自哥伦比亚大学的合作者，首席研究人员塞巴斯蒂安·威尔，共同主要研究人员Alex Gaeta和Yu Nanfang等。布鲁克海文国家实验室，共同研究员Layla Hormozi和Gabriella Carini等人;纽约城市大学;熨斗研究所;以及来自Atom Computing，QuEra，IBM和Bloomberg的行业合作伙伴。