量子信息科学(QIS)领域见证了 21 世纪科学研究活动的急剧增长,因为人们对其在彻底改变通信和计算、加强加密和增强量子传感等应用方面的潜力感到越来越兴奋。虽然从历史上看,QIS研究一直由物理学和计算机工程领域主导,但本报告探讨了化学(特别是分子量子比特的使用)如何推动QIS的发展。反过来,研究人员也在研究如何使用QIS来解决化学问题,例如,促进新药和材料设计,健康和环境监测工具,以及更可持续的能源生产。
认识到QIS可能是一项颠覆性技术,有可能创造突破性产品和新产业,《推进化学与量子信息科学》呼吁美国发挥领导作用,建立一个强大的企业,以促进和支持化学和QIS交叉领域的研究。本报告确定了三个关键研究领域:分子量子比特系统的设计和合成、分子量子系统的测量和控制,以及用于扩展量子比特设计和功能的实验和计算方法。《推进化学与量子信息科学》建议能源部、美国国家科学基金会和其他资助机构应支持QIS的多学科和合作研究,开发新的仪器和设施,集中和开放访问的数据库,并努力创建更加多样化和包容性的化学劳动力。
《推进化学和量子信息科学:美国化学与量子信息科学交叉领域研究机会评估》
前言
总结
1 简介
2 分子量子比特系统的设计与合成
3 分子量子系统的测量与控制
4 扩展量子比特设计和函数的实验和计算方法
5 在QIS和化学的交叉点上建立多元化、量子能力的劳动力并促进经济发展
附录A:委员会成员的履历草图
附录B:信息收集会议议程 13
附录 C:根据《国家量子倡议法案》(NQIA)或《国防授权法案》(NDAA)建立的多学科中心以及相关QIS计划
附录D:提供QISE(量子信息科学与工程)相关学位或证书的课程
附录 E:缩略语和术语表