太空量子竞争已吹响号角，美国能源部宣布扩大太空量子合作

太空量子竞争已吹响号角，美国能源部宣布扩大太空量子合作

美国能源部（DOE）技术转型办公室（OTT）近日宣布扩大太空量子合作，持续拓宽技术合作路径。波音、Axiom Space、Vescent 和 Qrypt. USRA公司已经完成签约，而Blue Origin公司则被罗列在在审查备忘录 (MOU)中，据悉 Infleqtion、埃森哲和 Nebula 等已签署合作协议的相关企业此前也签署了该备忘录。美国能源部的这一计划进一步表明了其希望持续促进公共和私营部门在就颠覆性量子技术和建设太空经济方面的长期合作。

着眼太空经济、美国制造业的下一次转移

太空量子合作旨在利用量子计算、传感和网络的潜力来创立一个安全且有弹性的太空经济，利用微重力环境的独特优势来开发无法在地球上复制的创新材料和应用。该计划或将有可能改变太空产业的未来，并为量子太空探索的新时代铺平道路。

美国能源部技术转型办公室（OTT）商业化执行官 Rima Oueid 表示，美国能源部很高兴可以支持量子太空经济，我们在太空中看到了机会，除了可以开发和利用量子计算，量子传感和量子网络、通信的作用也绝不能忽视。例如，可以使用量子传感来帮助定位、导航和计时，以及实现太空资源勘探和采矿。此外，微重力可以成为实现制造、新材料研究等量子应用的“良性资产”。

此次合作将探索量子如何支持和确保太空经济，包括太空资源勘探和制造。同时，为部署一个不可破解的数据中心网状网络奠定基础，该网络提供混合量子计算功能，由核能驱动，并通过安全的量子通信连接。

量子技术上太空，前途被持续性看好

量子空间合作是美国能源部搭建政府机构、行业领袖和非营利组织之间有效合作范式的一次“标杆性”尝试。这些实体利用他们的专业知识和资源来推进尖端技术，并通过合作、协同技术攻关等方式应对复杂的挑战。随着量子空间合作的不断发展和演变，它很可能在塑造太空探索和发展的未来方面发挥重要作用。

Axiom Space 全球太空数据与安全总监 Jason Aspiotis 表示，此次合作与 Axiom Space 开发安全轨道数据中心和商业空间站基础设施的工作相一致，且Axiom Space 很高兴与美国政府和业界合作，为太空量子通信和网络奠定基础。

Qrypt 公司表示，很高兴使用我们与国家实验室合作开发的量子解决方案，并将相关技术合作扩展到太空领域。在微重力空间中，确保轨道资产的安全至关重要，尤其是在太空通信和数据处理急速增长的情况下。Qrypt很荣幸能与行业领导者一起为未来构建一个弹性安全基础。

Vescent公司表示，作为一家量子基础设施公司很高兴能成为实现，将量子技术和航空航天的颠覆性技术结合在一起以获得战略优势和商业优势这一目标的一部分。

美国能源部太空量子技术首次合作概况

美国能源部量子空间合作项目负责人/架构师、美国能源部技术转型办公室 (OTT) 商业化执行官 Rima Kasia Oueid 表示，太空量子合作项目酝酿已久，对于确保美国始终处于创新前沿至关重要。美国正站在一个新经济时代的边缘——一个向太空扩展的经济时代。由当前和即将实现的量子技术推动的这些进步有望增强全球安全、经济稳定和整体人类福祉，同时也释放出利用太空资源的潜力。

相关合作方（Infleqtion、Nebula、埃森哲）在量子技术应用研究和部署方面拥有经验——涵盖量子传感、通信和计算，双方寻求在量子和其他与空间相关活动方面进行合作，以加速商业化并实现新功能，从而在未来 5 到 10 年内进一步实现 DOE、DOD 和 NASA 的任务目标。

Infleqtion 首席执行官 Scott Faris表示，很高兴能与能源部合作推动太空创新。此次合作为Infleqtion提供了一个激动人心的机会，让Infleqtion能够利用来自多个领域的大量资源和专业知识来加速量子技术的商业化。Infleqtion将利用量子传感、量子通信和量子计算的力量来促进国家安全、能源和经济利益。

Nebula 联合创始人 Peter Stridh 和 Michael Bloxton 表示，Nebula很高兴能参与推进国防和 NASA 任务的最新技术。这些技术除了应用于国家安全领域之外，还具有广泛的社会影响，Nebula认为这份备忘录是实现计算基础设施商业化的基石。

埃森哲联邦服务公司量子安全主管 Garland Garris表示，此次合作涉及当今最有前景的技术，太空是探索和发现的完美场所。

合作方信息

• Nebula Space Enterprises：倡导在太空中建立高性能计算，与 AFRL/RV（空军研究实验室太空飞行器理事会） 合作，增强美国作战人员情报能力。

• 埃森哲：为太空中的量子应用提供了多种技能。这些技能包括量子信息科学、量子安全和人工智能/机器学习，以及加强对量子应用和太空演示的追求。

• 量子原子领域的Infleqtion公司：将提供高精度数据收集、导航和情报收集所必需的量子传感器和时钟，这对于微重力环境中的下一代量子实验至关重要。

这些实体准备协同 QIS、网络安全和空间技术开发方面的专业知识来培养政府研究部门的相关技术人员的一系列面向太空的能力，例如量子安全通信、量子传感以及在轨道环境中将量子与经典计算相结合。

各方寻求利用其技术组合、平台的示例

1. 集成和编排轨道量子安全通信演示
2. 集成和编排轨道 QIS 演示，例如 LEO 和 GEO 卫星通信网络上的后量子加密
3. 支持经典 AI/ML 算法的基准测试
4. 开发和测试量子算法
5. 开发混合量子和经典计算空间平台的用例
6. 集成和编排多个环境中的工作负载
7. 统一和简化数据的收集、组织和分析
8. 自动化操作以实现更好的性能
9. IT自动化操作
10. 自动化应用程序和数据流以改善客户体验
11. 深入了解威胁并自动响应
12. 集成轨道量子传感演示，以进行成像、检测、定位、导航和计时 (PNT)
13. 开发和测试轨道量子传感协议
14. 开发轨道量子传感的用例
15. 量子传感集成混合计算空间平台
16. 在轨道上开发量子传感器网状网络
17. 在轨道上集成和协调混合量子和经典计算
18. 在轨道上开发和测试量子计算协议
19. 在轨道上开发混合量子和经典计算机网状网络

NASA太空量子技术项目预计开展情况

据国会预算办公室于2024年11月1日披露的一份文件称，国家量子计划重新授权法案（National Quantum Initiative Reauthorization Act）将授权在2025 年至 2028 年的每个财政年度拨款 2500 万美元，用于NASA开展研究与建立一个专注于量子信息科学的空间和航空应用的研究所。国会预算办公室估计，NASA 在 2025-2029 年期间将花费 7600 万美元来支持此研究中心，2029 年后将花费 2400 万美元。同期，美参议院网站于2024年12月3日，发布消息称对国家量子计划重新授权法案进行了一定更改，法案将授权NASA新的量子研发活动，包括量子卫星通信和量子传感研究计划。同时，法案授权2025 - 2029财年为美国国家标准与技术研究院（NIST）、国家科学基金会（NSF）和美国宇航局（NASA）的量子研发拨款从18亿美元增长至27亿美元（2019年至2023年期间执行的《国家量子倡议法案》的拨款为近13亿美元）。

图：预计拨款支出增加额图表

据NASA于2024年4月15日发布的预算文件称，预计2025年NASA将继续征集空间生物学（3100 万美元）和物理科学（4000 万美元）领域的变革性研究，重点领域包括量子科学。NASA在2025年预计在量子科学领域实现如下目标：NASA 将继续使用 CAL（Cold Atom Laboratory 冷原子实验室） 进行研究。NASA 将与 ESA（European Space Agency 欧洲航天局） 和 JPL（Jet Propulsion Laboratory 喷气推进实验室） 合作，启动 ACES 原子钟任务。NASA 将与国家侦察局 (NRO) 合作，向空间站发射卫星纠缠和退火量子实验 (SEAQUE) 任务，以研究量子纠缠。

同时，NASA的ESTP（地球科学技术计划） 技术开发，将结合NASA FireSense、GHG、EIC 和量子重力梯度仪等工作。而NASA的首个全天光谱天文学调查任务（SPHEREx 计划），将会持续开展，其旨在研究宇宙起源大爆炸理论的量子物理学。该任务将绘制星系形成的起源和历史。据NASA官网于2025年1月10日披露的相关信息称，NIAC（NASA 创新先进概念）计划的来自西北大学的Selim Shahriar的SUPREME-QG：量子引力等效原理特征的空间超精确测量，将获得资助。

图：NASA生物与物理科学预算预估

总体上，NASA将专注量子技术在航天领域的实际应用与量子理论结合宇宙相关的基础研究，为太空量子技术的研究垫实基底。

本文原文来自腾讯新闻