文丨恩里科排版丨恩里科行业动向4100字丨12分钟阅读内容提要当地时间 2026 年 7 月 7 日美国国家科学基金会National Science Foundation下简称 NSF发布三元组计划Project Triad要把量子传感、量子网络、量子计算三条线整合成一个体系并推向实际应用。NSF 要造的不是更好的量子计算机是一个让三条线协同工作的系统。它建立在既有量子投入之上八个部门参与年底将选出第一批推进到实施阶段的团队。该计划与 IC/ICT 领域的通感算一体化在字面上有所类似实际上后者处理的是经典比特可以缓存、放大转发和重传而前者面对的是量子信息无法像经典比特一样自由复制、缓存和转发的问题需要在系统层面维持和利用量子资源。九个项目光设计阶段就砸了 3600 万美元一旦入选实施阶段每年还有最高 1000 万、最长六年的资金支持。01似曾相识的三元结构把感知、通信、算力放进同一个框里讨论国内讲了好些年——“通感算一体化”。通感算一体化是这几年 6G 与物联网领域最常被拿出来说的概念之一从技术白皮书到产业论坛它已经讨论了好几轮眼下仍在标准化和试验阶段。所以看到 NSF 这份计划的第一眼很多人的反应大概是这不就是“一体化”嘛。对应关系确实整齐。三元组计划的三条线是量子传感、量子网络、量子计算传感对传感通信对网络计算对计算通感算相对成熟拿来作参照才靠得住。NSF 要造的是什么三元组计划的目标写得很直接把量子传感、量子网络、量子计算集成为一个统一的、可运行的系统NSF 表示此次计划是美国首次着手构建一个完整集成的量子环境。为了解释流程NSF以地震预警为例提供了一张运行示意图图1 集成量子系统概念图 NSF 设想的一套用于预测地震与火山喷发的集成量子系统。其中分布式原子钟一种量子传感器探测地表之下的变化传感器产生的量子信息经卫星传输至量子计算机计算机完成复杂计算给出地震发生概率与烈度的预测供人判断是否需要疏散。此为概念示意非已建成运行的系统。图片来源Alice Kitterman/U.S. National Science Foundation一种直观理解是形成“探测、传输、处理”的协同链路三个环节各由一条线负责谁也不能少。所谓集成指的就是让这条链从头到尾接得上。这样的用途 NSF 一共列了六个——从无 GPS 区域的导航、地下矿藏探测到精准农业、个体化药物、地震预测、内嵌传感器的新材料无一例外都由量子传感打头。为什么是集成不是一体化NSF 用的动词是 integrate集成而非 converge一体化。“通感算”能进行一体化是因为能够实现同一套射频前端、同一段频谱通信的时候顺便完成感知边缘算力也保障随时进行数据处理——人们往往期望把所有功能“焊在一起”。而集成量子系统难以焊在一起——量子传感靠原子或固态自旋量子计算靠超导电路或离子阱量子网络靠光子载体、工作温度、频段差异巨大凑进一个器件很难更现实的路径是把它们连起来。回到这条链上探测在传感器端完成处理在量子计算机端完成两端之间隔着距离。三个环节里只有传输必须让信息离开设备、跨越空间。整套系统能不能成立压在这一环上。而这一环要传的东西和通信网络里跑的东西不是一回事。02量子数据的要求很硬而九个项目里五个在“算”为什么不能过早读出NSF 对传输提了个很硬的要求整条链路上信息尽量一直保持量子态。NSF还打了个比方——相干性之于量子系统就像导电性之于电线一旦失去冰箱就不转了。严格说相干不可能一直保持退相干只能对抗不能禁止准确讲是要在信息被毁掉之前把链路跑完。这个要求通信网络不需要。经典比特可以缓存、放大转发也可以通过纠错和重传机制恢复错误原则上一个经典信息可以被复制和读取而不会因为读取本身改变信息状态。量子数据做不到未知的量子态不能复制所以没有放大转发一旦被读出量子态就变了、回不去那些还没来得及用的量子信息也就丢了。所以关键不在能不能测而在何时测、测什么——测量之前有没有先用上传感器之间的纠缠。今天的量子传感器——原子钟、量子磁力计、量子重力仪——通常是在本地完成测量再通过经典网络传输结果。三元组计划探索的是另一种系统形态让传感器、量子网络和量子计算之间能够共享并利用量子资源在测量、传输和处理过程中尽可能保留量子优势而不是在前端就完全转化为经典信息。NSF 首席科学官西蒙·马尔科姆伯说这套系统要最大限度利用量子数据利用的就是这个还没塌缩的量子态本身。提这种要求是因为分布式量子传感的精度不只看单个传感器多灵敏还看传感器之间有没有建立纠缠。传感器如果完全独立工作再将结果汇总通常难以获得量子关联带来的额外优势而分布式量子传感的一条重要路径是利用量子网络在节点之间分发纠缠或其他量子资源使多个传感器能够协同工作。真正要验证的是这些量子资源带来的优势能否跨越多个设备和环节保留下来。九个项目3600 万美元还在设计阶段要求说到这里已经清楚。那么 NSF 在这套系统上实际投了多少。三元组计划靠三个计划支撑这里先交代清楚NQVL National Quantum Virtual Laboratory国家量子虚拟实验室负责把那套系统造出来是主力九个项目、3600 万美元都在它名下QuantumX 负责对接产业、找用例是随三元组计划新设的X-Labs 本身是 NSF 一项独立计划与上面两个计划不同十年 15 亿美元三元组计划要借的是它里面面向量子互连、光子学的那类项目。九个项目分两批选出2025 年九月四个2026 年六月五个每个项目拿 400 万美元、为期两年合计 3600 万美元这笔钱买的是设计。NQVL 分三阶段走——试点、设计、实施九个项目目前都停在第二阶段。设计阶段之后是另一个量级按 NSF 招标文件实施阶段每支队伍每年最多一千万美元、最长六年。这笔钱取决于各队进展和国会拨款。图2 九个设计项目按三条线的分布资料来源NSF(2025-092026-06)计算项目QACTI量子优势级离子阱杜克大学牵头2029 年交出 60 比特的机器2033 年 256 比特FTL加速容错量子逻辑加州大学洛杉矶分校牵头目标是一台 60 个量子比特的量子计算机ORAQL里德堡原子开放栈麻省理工学院牵头走中性原子路线目标最多 400 个量子比特QCAP光子学的量子计算应用新墨西哥大学牵头做光子架构ERASE擦除比特与动态电路耶鲁大学牵头做超导上的新型错误检测。传感项目DQS-CP分布式纠缠·化学性质量子传感俄亥俄州立大学牵头要做含蛋白质基量子比特的传感器能用在固体材料或细胞内部QuPID量子光子集成与部署密歇根大学牵头做芯片级量子传感目标是让这类设备走出实验室、能在野外用。网络项目ASPEN-Net阿秒同步光子纠缠网络俄勒冈大学牵头目标是比现有量子网络快约十万倍、传输距离约 60 英里SCY-QNet广域量子网络石溪大学牵头计划建一张 10 节点的量子网络把长岛现有的纠缠分发网络改造成量子中继系统靠纠缠交换把纠缠延伸到约 270 公里连通长岛东部与纽约市。建成之后还要在哥伦比亚大学和石溪给这张网接上原子传感器与原子钟——网和感落在同一个项目当中。量子前哨IDQforepost发现它是九个项目里唯一一个同时涉及网络和传感两条线的。03一边找客户一边砍项目介绍完资金和项目类目之后再来看看这套计划怎么运行。完整的三元组计划当中NQVL、QuantumX、X-Labs 三头同时在跑分工不同NQVL 造系统QuantumX 找客户X-Labs 管淘汰。先说底子。三元组计划不是凭空起的NSF 手里一批基础研究项目一直在投——量子研究所、工程研究中心、物理前沿中心还有一项一亿美元的研究基础设施计划。这些地方源源不断出的新成果会被送进这套系统里验证。QuantumX 负责对接产业方向可能涵盖能源、金融、生物、制药还没定死它本身还没公布合作方但企业早就在项目里了。NSF 说参与企业有二十多家新闻稿点名的代表企业有七家IonQ、NVIDIA、QuEra、摩根大通、Boeing、Honeywell、Quantinuum。换句话说系统还没建成客户已经在排队了。至于淘汰NSF 专门讲了怎么砍掉走不通的路线本来会走进死胡同的想法要及早丢弃好让资源集中到值得继续的那些上——用新闻稿的话说砍掉不够格的加速最有前景的。X-Labs 按里程碑发钱、达不到就不续是同一套逻辑。说到底这套机制的用意就是尽早止损——把走不通的路线摘掉好让钱和时间都压到有戏的那几条上。04结语量子前哨IDQforepost注意到三元组计划和通感算一体化其实是同一类系统工程问题都绕着一个碎字——通感算那边是碎片化通信、感知、算力各建各的、各占各的资源数据难以流动成了一个个孤岛愁的是融合不起来量子这边正相反是易碎——量子数据不能复制一读就塌缩还没等接起来优势可能先没了。美国为这件事投了多少账面清楚设计阶段九个项目 3600 万美元实施阶段每支每年最高一千万、最长六年。目前系统仍在设计阶段承担互连的网络项目又相对少三条线接通后到底比各干各的强多少还是个未知数。不过这笔钱买的不是一套现成系统而是一次对技术路线的挑选哪条能接进来、哪条该及早停。值不值得等它真造出来才知道。Referencehttps://www.nsf.gov/funding/initiatives/project-triadhttps://www.nsf.gov/news/nsf-launches-project-triad-advance-quantum-technology-realhttps://www.nsf.gov/news/nsf-selects-five-additional-teams-national-quantum-virtualhttps://www.nsf.gov/news/nsf-announces-15b-nsf-x-labs-initiative-pursue-generationalhttps://www.nsf.gov/news/nsf-national-quantum-virtual-laboratory-speeds-design-phasehttps://new.nsf.gov/news/nsf-national-quantum-virtual-laboratory-advanceshttps://new.nsf.gov/funding/opportunities/nsf-national-quantum-virtual-laboratory-nqvl/nsf23-604/solicitation