美国20亿美元量子重磅投资：光子学成容错量子计算核心

5月21日，美国商务部根据《芯片与科学法案》（CHIPS and Science Act）宣布，将向9家量子技术公司提供20亿美元的联邦激励资金。这些奖项由芯片研究与开发办公室（CHIPS Research and Development Office）管理，针对的是在开发实用规模、容错量子计算机竞赛中一些最关键、尚未解决的工程挑战。

300毫米量子晶圆。图片来源：IBM

该投资组合采取了审慎的多模态策略，资助涵盖超导、离子阱、光子、中性原子、硅自旋和拓扑量子架构的工作。其中光子学领域的份额相当可观：奖项描述中提到的多项技术目标直接属于光学和光子学领域，包括降低光子损耗、集成光子封装、电光材料性能、单光子探测，以及中性原子架构所需的高级光学子系统。

九个奖项中有两项旨在建立国内量子代工厂产能。IBM 将获得10亿美元，用于建设一家专注于超导晶圆制造的量子代工厂子公司，这是该投资组合中单笔金额最大的奖项。GlobalFoundries 将获得3.75亿美元，用于创建一家能够支持多种量子模态的代工厂。其余七个奖项则针对特定的技术瓶颈：Atom Computing、D-Wave、Diraq、Infleqtion、PsiQuantum、Quantinuum 和 Rigetti 分别获得约3800万美元至1亿美元不等的资金，用于解决退火、硅自旋、中性原子、离子阱、光子和超导系统等方面的挑战。

GlobalFoundries 和 Infleqtion 分别获得了代工厂和原子技术项目的资金，而 PsiQuantum 的1亿美元奖项专门针对光子量子计算，包括电光材料、单光子探测器和超低损耗光子封装。

这一宣布引发了众议院科学委员会首席少数党成员佐伊·洛夫格伦（Zoe Lofgren，加州民主党众议员）的正式反对。她认为，这些奖项超出了《芯片与科学法案》的法定授权，因为它们使用原本拨给微电子研究的资金来资助量子项目，并且采取了国会未授权的股权投资方式。政府则以不同方式为该举措辩护，将量子硬件定位为半导体制造的延伸：两笔最大奖项用于建立晶圆代工厂，其中 IBM 的10亿美元将用于在纽约州奥尔巴尼建立一家独立的300毫米量子代工厂Anderon。美国商务部将少数股权投资描述为保护纳税人利益的措施，这与最近的产业政策先例一致，包括2025年将英特尔芯片法案拨款转为政府股权，以及五角大楼在MP Materials公司持股的做法。

这20亿美元的承诺是迄今为止联邦政府对量子计算硬件的最大投资之一。对于光子学界而言，这些奖项的结构与其规模同样重要。通过将光学性能视为量子硬件的门控因素而非下游问题，美国商务部的这一举措将光子学定位为推动容错量子计算进步的核心决定因素，而非单纯的使能层。