普林斯顿大学将在美国能源部宣布的五个新的多机构量子中心研究中心之一中发挥主要领导作用 。

　　该联合设计中心的量子优势(C 2 QA)，总部设在布鲁克海文国家实验室，将开发量子技术作为平台的未来计算的创新，有前途的国家安全，药物开发，资源优化的好处，和更多。

　　该公告是特朗普政府于8月26日宣布的。

　　普林斯顿大学教务长德博拉·普伦蒂斯(Deborah Prentice)表示：“这对普林斯顿大学来说是一个巨大的机会，可以为快速发展的量子计算技术做出贡献。” “我们在基础研究方面的深厚实力使普林斯顿大学有条件为这项工作做出贡献，这对21世纪计算机技术的发展至关重要。”

　　普林斯顿大学研究学院院长帕勃罗·德本尼迪蒂(Pablo Debenedetti)说：“普林斯顿大学为这支庞大的大学团队，一个国家实验室和工业界所做出的领导和科学活动做出了贡献，这将共同推动量子计算领域的发展。” “我们期待着这种合作努力将在量子技术的科学和工程中做出许多贡献。”

　　该中心将在五年内获得高达1.15亿美元的资金，用于开发材料，设备，软件和应用程序，这些平台将用作下一代量子计算功能的平台。目的是克服当今早期量子计算机的局限性，并推动该领域向前发展，以释放应对现实世界挑战的新功能。

　　C 2 QA是美国能源部科学办公室根据2018年《国家量子计划法案》(National Quantum Initiative Act)选定创建的五个新中心之一，该法案旨在增强国家安全并保留美国在科研和开发领域的全球领导地位。

　　在来自24个研究机构和70多个主要研究人员的参与下，C 2 QA将包括几个担任主要领导职务的普林斯顿大学教职员工。第二副指挥将由普林斯顿大学电气工程学教授安德鲁·霍克(Andrew Houck)担任。

　　霍克说，该中心的重点是开发实现量子优势所需的技术，这种技术被定义为比常规计算机更快地解决至关重要的，尚未解决的问题。

　　霍克说：“目前，我们处于可以在量子计算机上做的事情，而这些事情很难在常规计算机上进行模拟，”霍克说，“但这并不是真正有用的问题。我们希望将科学和工程学带到我们拥有实现量子优势所需的基本技术的地步。”

　　该中心采用“共同设计”的方法，定义为在密切配合下并行开发新技术，以确保技术可以无缝地协同工作。

　　霍克说：“量子计算面临的最大挑战之一是，它是一个大规模的跨学科企业。” 最终产品的功能取决于材料，设备和软件架构。所有这些领域都依赖于不一定重叠的专业知识。”

　　协同设计背后的想法是，我们不是在独立制定决策的情况下，而是在所有这些层面上收集专业知识，并让人们协调他们在做什么，包括了解他们的决策可能施加在其他层面上的权衡取舍，”霍克说。

　　该中心将有三个主要领域或重点：材料，设备和软件/应用程序。

　　材料：探索具有量子性质的新材料以进行计算。

　　设备：将新材料整合到量子计算机的组件中，然后将它们构建到更大的系统中。

　　软件和应用程序：编写软件和设计程序，以使量子计算机能够解决实际问题。

　　第四层组织将通过整合发现和协调工作来实现协同设计，以确保可以结合每个推力的进步来实现有用的量子计算的目标。

　　电气工程助理教授Nathalie de Leon将领导材料方面的工作。

　　莱昂说：“这个中心是一个激动人心的机会，可以加强我们在普林斯顿大学开始的有关新固态原子量子位的一些合作研究，并有系统地根除超导量子位的微观噪声和损耗源。” “我们在这些项目中采用的方法构成了材料主旨总体战略的基础。通过C 2 QA，我们有机会与耶鲁大学，麻省理工学院和其他学术机构的其他量子信息处理专家以及布鲁克海文大学的材料科学家紧密合作，扩大这项研究计划。”

　　在材料方面，普林斯顿大学的教员将领导四个子领域中的两个：电气工程学助理教授杰弗里·汤普森将领导计算和网络的量子位主题，而罗素·威尔曼·摩尔化学教授罗伯特·卡瓦将领导材料纯化，晶体生长和QIS处理主题。

　　汤普森说：“该中心将对该领域产生变革性影响，将来自各个学科的专家聚集在一起，进行非常集中，密切的合作。”

　　Hugh Trumbull Adams '35的计算机科学教授Margaret Martonosi将成为Crosscutting Co-Design集成团队的关键科学家。

　　其他将作为该中心研究人员参加的教职员工包括1909年级的物理学教授Ali Yazdani和电气工程教授Stephen Lyon。

　　该中心将解决当今量子计算中的两个技术瓶颈：提高称为超导量子位的基本计算单元的性能，以及改进使量子计算机能够相互通信的技术。

　　除了担任副主任的领导职务外，Houck还将监督该中心的外展和劳动力发展计划，为学生提供受教育的机会。普林斯顿大学已经通过其量子计算课程以及IBM的量子大学本科生研究计划和普林斯顿暑期计划积极地培养本科生。

　　该中心将促进与中心成员之一IBM的合作，以帮助机构研究人员了解他们在扩展这些系统以用于工业用途方面所面临的挑战的行业观点。

　　霍克说，庞大的中心拨款使跨学科和机构的多个研究人员能够共同应对严峻的挑战，普林斯顿大学在量子科学方面的实力使其准备在C 2 QA中发挥关键的领导作用。

　　霍克说：“在普林斯顿，我们拥有一些最好的材料人员，一些最好的设备人员以及一些最好的架构和算法人员。” “我不知道有什么提议能拥有如此广泛的专业知识，在这里，您确实拥有世界上最优秀的人才，他们全都朝着一个共同的目标而努力。”

　　另外五个新能源部资助的中心，在量子科学中心的总部设在美国橡树岭国家实验室，将支持研究由M.萨希德·哈桑在基于拓扑量子位的面积，物理普林斯顿大学的尤金·希金斯教授马约拉纳费米子和anyons。该中心将专注于材料发现和量子位设计，量子算法和仿真以及诸如量子信息设备和传感器的实际应用。

　　C 2 QA 的主任将是耶鲁大学尤金·希金斯物理学教授，布鲁克海文能源与光子科学理事会的双重任命史蒂文·格文(Steven Girvin)。C 2的伙伴机构质量保证人员是纽约市城市学院，加州大学，加州大学，哈佛大学，霍华德大学，IBM，托马斯·杰斐逊国家加速器设施，约翰·霍普金斯大学，麻省理工学院，蒙大拿州立大学，美国国家航空航天局的艾姆斯研究中心的艾姆斯实验室，加州理工学院西北大学中心，西北太平洋国家实验室，普林斯顿大学，纽约州立大学理工学院，石溪大学，加利福尼亚大学-圣塔芭芭拉分校，麻省大学-阿默斯特分校，匹兹堡大学，华盛顿大学，弗吉尼亚理工大学和耶鲁大学大学。

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