美能源部推动量子计算在化学与材料领域的应用
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2026年3月5日,美国能源部高级能源研究计划署(ARPA-E)宣布为“用于计算化学的量子计算”(QC3)项目提供3700万美元资金支持,共资助10个量子计算团队,旨在开发并应用量子算法,加速化学与材料科学模拟,攻克传统计算机无法解决的关键难题,推动先进超导输电、下一代电池、无稀土磁体、新型催化剂等技术发展。
QC3项目(见表1)汇聚了顶尖的跨国企业以及美国科研机构与高校,聚焦多个关键技术领域:波音公司致力于开发模拟材料腐蚀的量子方法;劳伦斯利弗莫尔国家实验室融合量子计算与机器学习,加速磁性器件开发;Infleqtion公司利用中性原子量子计算机探索新型高温超导体;加州理工学院开发千倍加速的量子算法以发现新催化剂;Xanadu公司则通过模拟X射线吸收光谱解析电池缺陷机制。
表1 QC3项目资助详情
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项目名称 |
牵头机构 |
资助金额(万美元) |
机构类型 |
所在州 | |
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量子加速发现无稀土永磁体 |
Alice & Bob USA |
391.20 |
企业 |
马萨诸塞州 | |
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Krylov启发式量子算法超导体搜索 |
劳伦斯伯克利国家实验室 |
444.0 |
科研机构 |
加利福尼亚州 | |
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机器学习辅助量子计算创新 |
劳伦斯利弗莫尔国家实验室 |
410.76 |
科研机构 |
加利福尼亚州 | |
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下一代电池量子计算平台 |
Xanadu |
202 |
企业 |
华盛顿州 | |
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量子计算建模PEM燃料电池核量子效应 |
Quantinuum |
409.76 |
企业 |
科罗拉多州 | |
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氢燃料生产的量子计算 |
Phasecraft |
451.97 |
企业 |
华盛顿特区 | |
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腐蚀动力学的量子创新 |
波音 |
250.93 |
企业 |
弗吉尼亚州 | |
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加速发现生物电催化固氮材料的量子算法 |
加州理工学院 |
376.59 |
高校 |
加利福尼亚州 | |
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量子赋能甲烷直接制甲醇 |
PsiQuantum |
364.19 |
企业 |
加利福尼亚州 | |
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非常规超导体的量子-经典协同模拟 |
Infleqtion |
391.20 |
企业 |
科罗拉多州 | |
该项目要求开发针对特定能源场景的量子算法,证明其相较于传统计算具有可扩展的“量子优势”,并确保能在真实量子硬件上运行。这是ARPA-E对量子生态系统的首次专项布局,旨在将量子计算从学术研究推向实际应用,优化整个量子计算栈,巩固美国在能源技术领域的竞争优势。
信息来源:
https://arpa-e.energy.gov/news-and-events/news-and-insights/us-department-energy-announces-37-million-develop-quantum-computing-drive-exponential-advances-chemistry-and-materials-science
https://mp.weixin.qq.com/s/fKJYvfq1vKbOccp5J0lxYA
