近年美國政府對於量子電腦的政策
隨著這幾週美國總統大選的選情越來越緊張。我們這邊幫各位分析了近十年來，不同的美國總統對於量子科技的相關政策與改革。
川普任內政策
首先在川普總統任內，美國在量子電腦領域推行了幾項重要政策，主要政策包括《國家量子倡議法案》（National Quantum Initiative Act，NQI Act），該法案於2018年12月21日簽署成為法律。這項法案旨在加速並利用量子科技的發展，提升美國在經濟和國家安全方面的國際地位。
"Quantum information science (QIS) holds promise for another revolution in technology, with new, more powerful approaches to computing, networking, and sensing. The National Quantum Initiative (NQI) is a whole-of-government approach to ensuring the continued leadership of the U.S. in QIS and its technology applications.“
「量子資訊科學（QIS）有望帶來另一場技術革命，為計算、網絡和感測提供新的、更強大的方法。國家量子倡議（NQI）是政府全體共同努力，確保美國在量子資訊科學及其技術應用方面持續領先的戰略。」
就我們團隊的分析，《國家量子倡議法案》具體大致包括了以下幾個關鍵政策走向：
1. 成立國家量子協調辦公室（NationalQuantum Coordination Office，NQCO）
國家量子協調辦公室（NQCO）是一個直接隸屬於白宮科技政策的部門，負責執行協調和支持NQI所需的日常活動。協調辦公室的任務包括為量子資訊科學委員會（SCQIS）、經濟安全和技術互聯性委員會（ESIX）及國家量子倡議諮詢委員會（NQIAC）提供技術和行政支持，並監督NQI計劃的跨機構協調。NQCO是聯邦政府民用量子資訊科學和技術活動的主要聯絡點，並進行公共宣傳，包括適當情況下發布SCQIS和諮詢委員會的發現和建議。NQCO的工作人員大多是來自政府各部門的聯邦雇員。
前文中所提及的國家量子倡議諮詢委員會（NQIAC）是國家科學技術委員會（NSTC）下屬的量子科學經濟和安全影響小組，成立的目的是確保各機構充分理解量子資訊科學的經濟和安全影響，從國家安全的角度為QIS相關研究提供見解。小組委員會由科技政策辦公室（OSTP）、國防部（DOD）、能源部（DOE）和國家安全局（NSA）共同主持。」
2. 大力資助量子研究，增加國家標準與技術研究院（NIST）、國家科學基金會（NSF）和能源部（DOE）及美國國家航空暨太空總署（NASA）加強量子信息科學（QIS）項目之投資經費。
增加國家標準與技術研究院 NIST – 根據國家量子倡議法（NQI Act）的授權，NIST 正在協調專注於量子技術的聯盟，並維持基礎量子資訊科學研究與發展計劃。NIST 在研究與發展領域已有三十多年的領先地位，其中包括1994年在其蓋瑟斯堡園區舉行的一次具有開創意義的QIS研討會。
NIST相關量子資訊連結：https://www.nist.gov/topics/quantum-information-science。
國家科學基金會 NSF – 通過為美國約2000所學術機構的基礎研究提供資金，意旨促進科學的進步。根據NQI Act的授權，NSF 正在加強核心計劃並建立新的研究所，專注於基礎的研究和培訓。自1980年代初領域開始以來，NSF一直支持這一領域的研究。
NSF相關量子資訊連結：https://nsf.gov/quantum。
能源部 DOE – 通過包括基礎和應用科學研究、新技術的發現與發展以及科學創新在內的多種機制，確保美國的繁榮和安全。能源部的國家實驗室是世界科學機構中獨一無二的智力資產系統，並且是促進全國各州和社區經濟增長的區域引擎。根據NQI Act的授權，DOE 正在加強核心計劃並建立新的中心，專注於QIS研究。
DOE相關量子資訊連結：https://science.osti.gov/Initiatives/QIS。
美國國家航空暨太空總署 NASA – 通過科學、技術、航空學和太空探索的進步，增進知識、教育、創新、經濟活力和地球的管理。NASA 的研究組合包括一些專注於量子資訊科學的活動。
NASA相關量子資訊連結：https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/quail/。
DOD – 美國國防部已支持了三十年的基礎QIS研究，並繼續通過多個國防部辦公室、機構和實驗室投資於基礎QIS研究與發展活動。其中包括：國防部研究與工程副部長辦公室（OUSDRE）、國防高級研究計劃局（DARPA）、陸軍研究實驗室（ARL）、陸軍研究辦公室（ARO）、海軍研究實驗室（NRL）、海軍研究辦公室（ONR）、空軍研究實驗室（AFRL）和空軍資助研究辦公室（AFOSR）。
3. 建立量子研究中心，促進量子技術的技術成熟度和應用
投資總額約為7500萬美元，在全美國範圍內建立三個大型量子計算研究中心。包括新成立的 Quantum Leap Challenge Institutes 也將獲得2500萬美元的資金，這些資金將用於量子計算領域的研究與開發，以及幫助開發量子計算領域的學生課程，從而擴大該領域的勞動力。截至目前為止，加州大學伯克利分校已經建立的一個中心將專注於當前和未來的量子計算，而伊利諾伊大學的中心則專注於混合量子架構和網絡。科羅拉多大學，致力於開發量子感測器，以幫助在各種領域中進行更精確的測量。
U.S. Chief Technology Officer Michael Kratsios said in a statement that the new centers would boost cutting-edge industries of tomorrow. “With the announcement of three new quantum institutes, the Trump Administration is making a bold statement that the United States will remain the global home for QIS research,” Kratsios said. “Our new Quantum Leap Challenge Institutes will advance America’s long history of breakthrough discoveries and generate critical advancements for years to come.”
「隨著三個新的量子研究所的宣布，特朗普政府正在大膽宣示，美國將繼續成為量子資訊科學研究的全球中心。我們的新量子飛躍挑戰研究所將推動美國長期以來的突破性發現，並在未來數年內產生關鍵進展。」首席技術官邁克爾·克拉西奧斯在聲明中表示。
此外，2019年的《國防授權法》（National Defense Authorization Act）也進一步加強了國防部對量子信息科學技術的研究和發展，並授權成立量子信息科學研究中心，以推動量子技術進步和其專業人才的培養。
拜登任內政策
拜登總統在任內對量子電腦和技術推動了多項重要政策，這些政策宗旨在於保持美國在量子資訊科學領域的領先地位，並應對未來量子計算機可能對國家安全造成的威脅。
主要政策措施
1. 行政命令和國家安全備忘錄
拜登總統執行的行政命令，將國家量子倡議諮詢委員會（NQIAC）直接置於白宮的管轄之下，確保所有部門和機構在制定政策時獲得有關量子資訊科學的最佳資訊。同時簽署了多項限制美國公民對在中國、香港或澳門的公司進行投資的法案，主要限制內容為涉及量子資訊技術、半導體、微電子和人工智慧（AI）等領域。該行政命令指出，而這些技術對其軍事、情報、監控或網絡能力至關重要。
”Moreover, these countries eliminate barriers between civilian and commercial sectors and military and defense industrial sectors, not just through research and development, but also by acquiring and diverting the world’s cutting-edge technologies, for the purposes of achieving military dominance,” Biden says in the document.
拜登在文件中表示：「此外，這些國家不僅通過研究與開發，還通過獲取和轉移世界尖端技術，消除了民用和商業部門與軍事和國防工業部門之間的障礙，目的是實現軍事主導地位。」
行政命令指出，這些國家在量子、AI、半導體和微電子方面的快速進展大大增強了它們從事可能威脅美國國家安全活動的能力。這些技術可能被用於開發更先進的武器系統、破解密碼學代碼和其他可能為它們提供軍事優勢的應用。該行政命令旨在建立一個由財政部實施和管理的國家安全計劃，並與現有的出口管制和投資審查工具相輔相成。財政部已發佈一份預告通知，邀請利益相關者對與量子資訊技術、AI和半導體相關的國家安全技術提出意見。
國家安全備忘錄（NSM-10）：NSM-10制定了三個明確的目標。首先，美國必須繼續在量子資訊科學與技術（QIST）領域領先，以最大限度地利用其對社會的益處。其次，為了減少未來大規模量子計算機的威脅，國家的關鍵基礎設施和網絡必須升級為量子抗性密碼學。NSM-10 為聯邦機構分配了責任並設立了期限，以確保這一過程儘快且公平地進行。第三，聯邦機構必須在仍然允許該領域快速進展的情況下，儘可能保護它們在相關量子技術開發中的投資。這一備忘錄概述了美國運用量子計算機應對網路安全威脅的策略。備忘錄指示國家標準與技術研究院（NIST）發布新的量子抗性加密標準，以保護美國的數字通信和關鍵基礎設施。
量子計算機網絡安全準備法案（Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act）：該法案提到目前聯邦政府使用的加密協議可能在未來某一天因量子計算機的發展而面臨被破解的風險，這可能使美國的對手有機會竊取敏感的加密數據。為了解決這些擔憂，該法案要求對聯邦機構使用的易受攻擊的信息技術進行清點和優先排序，制定現有信息技術系統的遷移計劃，並向國會報告遷移的進展和所需的資金。
2. 推動公私部門合作，以加速量子技術發展
啟動聯邦政府與私營部門之間的合作，指示國家標準與技術研究院（NIST）在國家網絡安全卓越中心建立「向後量子密碼學遷移項目」，並設立一個與產業界合作的開放工作組，以推動相關研究並鼓勵廣泛且公平地採用量子抗性加密標準和技術。同時，考慮到全面過渡到量子抗性加密標準的複雜性、成本和所需時間，NSM提供了一個路線圖，要求各機構清點其IT系統，並設置和達到具體的里程碑。這樣做將有助於確保聯邦機構獲得所需的支持，以全面有效地保護其網絡免受未來的利用和攻擊。
最後，NSM也承認保護關鍵技術免遭盜竊和濫用的重要性。為此，NSM指示聯邦機構制定綜合計劃，保護美國的知識產權、研發和其他敏感技術，防止被美國的對手獲取，並教育產業界和學術界認識他們面臨的威脅。它還鼓勵與國際合作夥伴合作，確保在全球市場中競爭公平，促進創新和該領域的持續增長。
