《報告》還清楚地向大眾解釋了目前量子信息科學發展遇到的困難。首先，各個研究機構之間的壁壘。NSTC認為，目前美國大部分的量子信息科學研究都在現 有的機構內部展開。下一階段的量子信息科學發展中，溝通和合作將至關重要。其次，量子信息科學的學校教育和工作人員訓練需要加強。第三，量子信息科學技術 的轉換。NSTC認為，學校和科研機構的研究應該利用高科技給社會帶來利益。但從目前看，進展緩慢。第四，量子信息科學的許多發展都基於材料的研發。在 NSTC看來，材料已經限制了美國量子信息科學的發展，需要在未來得到改變。最後，NSTC認為研究機構的水平和穩定性也需要提高。
在 闡述了量子信息科學發展遇到的障礙後，NSTC還給出了未來的發展戰略，希望政府、企業、學界合作。首先，要有穩定可持續的核心項目，為新機會做好準備。 其次，要有針對性、有限期的戰略計劃，並有可衡量的目標。第三，持續密切地監控美國以外領域里的量子信息科學發展和投資，迅速吸收，並能從海外的研究中學 習。
從白宮的重視程度看，美國已經下定決定要在量子信息科學發展上有所突破。
什麼是量子通信
量子通信是根據量子力學原理，提供一種全新方式對信息進行編碼、存儲、傳輸和邏輯操作，並對光子、原子等微觀粒子進行精確操縱，以確保通信安全和提升計 算速度等。因為量子具有糾纏的現象，能相互聯繫。簡單來說，就是一個量子比特的行為能瞬間影響到另一個量子比特。這樣的特性意味著，你不可能實現對一個未 知量子比特的精確複制。因為一旦信息被人挾持，量子會自動發生變化，接收者也因此能察覺，而偷窺者也看不到原貌。將這樣的技術運用軍事、金融領域可保證信 息的安全。
中國目前是該領域的領先者，如果8月份的量子通信衛星能成功發射，中國將成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家，加上今年下半年建成的地面光纖量子通信網絡，國內將初步建成廣域量子通信體系。
什麼是量子計算
要理解量子計算，可以先想像一下下面這樣的場景。
你被要求5分鐘內在國會圖書館某一本書的某頁上找到一個大寫字母“X”，這幾乎是不可能的，因為那裡有5000萬册書。但是如果你處於5000萬個平行 現實中，每個現實都可以查看不同的書籍，你肯定能在其中某個現實中找到這個“X”。在這個假設中，普通計算機就是像瘋子一樣的那個你，需要5分鐘內找遍盡 可能多的書。而量子計算機卻能將你複制出5000萬個，每個只需翻找一本書即可。
量子計算的可能性最早由物理學家理查德·費曼提出。他曾對量子計算有過這樣的描述：“如果你自以為已經理解了量子物理學，實際上你並未真正理解它。” 簡單的理解就是，普通計算機只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計算機卻可以同時解決多個問題。
除了量子計算和量子通信外，量子信息科學還在以下領域具有顛覆意義。
測向和計量學
實際上，量子信息科學已經在推動測向和計量學的發展。用於慣性導航的原子干涉計也可以作為比重計使用，比如對地球系統進行檢測，或是確定地下礦藏的位置。利用金剛石點缺陷的磁強計既可以在人體周圍使用，也能夠在工業或軍事所需的極端環境中運行。
模擬技術
量子模擬器使用易控的量子系統來調查其他難以直接研究量子系統的屬性，比如複合材料。材料計算是美國國家能源研究科學計算中心的第二大工作。量子模擬器 的潛力在於為這些計算科學的問題提供高效解決方案，而這些問題往往受限於傳統高性能計算機的固有能力。在白宮的報告中指出，量子模擬目前還沒有用於解決傳 統計算機難以應付的問題，不過在未來十年中，它有機會在其他領域發揮功用。比如化學、材料科學和物理學。（來源：澎湃新聞 ） |
