米国国立科学財団（NSF）は、量子飛躍チャレンジ研究所（Quantum Leap Challenge Institutes、QLCIs）8機関にわたり、総額2億9,000万ドルの投資を発表し、国家量子イニシアチブ法（National Quantum Initiative Act）の下で全国的な枠組みを拡大しています。この全国展開の一環として、シカゴ大学（University of Chicago）が主導する生物物理学・生物工学のための量子センシング量子飛躍チャレンジ研究所（NSF QuBBE）は、3,750万ドルの5年間の更新助成を受け、生物指向型量子センシングを実験室での概念実証から、生体医学研究のための堅牢な生体内（in vivo）ツールへと移行させます。
| [ NSF QuBBE フェーズ2 アーキテクチャ & R&D スタック ] | ||
|---|---|---|
| 量子センシングモダリティ | 生体医学応用ワークストリーム | 人材育成 & 地域エコシステム |
| • 遺伝子コード可能なタンパク質量子ビット | • 生体内ナノスケールNMR & バイオイメージング | • CSU Quantum Institute & Q-Cert Program |
| • ダイヤモンド窒素空孔（NV）センター | • エンタングルメント強化センシング | • CSU 量子科学修士課程 |
| • 蛍光タンパク質スピン量子ビット | • 細胞活動ナノダイヤモンドプローブ | • UIC Quantum Academy（K-12向けパスウェイ） |
フェーズ1における画期的成果——UChicago PME准教授Peter Maurer氏と教授David Awschalom氏による、蛍光タンパク質がスピン量子ビットとして機能し得ることの実証を含む——を基盤として、フェーズ2ではセンサー工学を複雑な細胞環境に直接統合します：
- タンパク質量子ビット vs. ダイヤモンドプローブ：NVセンターナノダイヤモンドは高感度を提供する一方で、生きた細胞内に正確に配置することは依然として困難です。遺伝子コード可能なタンパク質量子ビットは、ナノダイヤモンドセンサーよりも約10分の1のサイズであり、遺伝子ターゲティングを介して生きた細胞内で直接発現させることができます。
- フェーズ2の研究推進項目：QuBBEは、新規生体ナノプローブ、エンタングルメントおよびスクイーズド光センシング、生体内細胞測定、そして幅広い臨床・生物学的技術の導入という、4つの相互に関連するワークストリームを推進します。
- Berggren Centerとの統合：この取り組みは、UChicago PMEの新しいBerggren Center for Quantum Biology and Medicineと統合され、臨床医の育成と量子センサーの医療ツールへの転換を図ります。
2億9,000万ドル規模のNSFパッケージは、36の高等教育機関と19州にわたり、3つの新規研究センターに資金提供するとともに、5つの既存研究所の助成を更新します：
- NSF QuBBE（3,750万ドル、更新）：UChicagoが主導し、Chicago State University（CSU）、University of Illinois Chicago（UIC）、Harvard Universityが参加。
- NSF FTQSAA（新規）：フォールトトレラントなハードウェア、ソフトウェア、堅牢な材料に焦点。
- NSF HQAN（更新）：ハイブリッド・モジュール型量子アーキテクチャネットワークに焦点。
- NSF MARQUIS（新規）：製造可能な超伝導ジョセフソン接合に焦点。
- NSF PRACTIQAL（新規）：実用的な量子誤り訂正アルゴリズムに焦点。
- NSF CIQC（更新）：中性原子およびイオントラップにわたる量子アルゴリズムに焦点。
- NSF Q-SEnSE（更新）：分子センサー、固体系、原子時計に焦点。
- NSF RQS（更新）：堅牢な量子シミュレーションアーキテクチャに焦点。
QuBBEディレクターのProf. Greg Engel氏、副ディレクターのProf. Allison Squires氏、CSU人材育成リードのProf. Valerie Goss氏が主導するこの更新助成は、2026年9月1日から2031年8月31日まで実施されます。
EurekAlert!での公式発表の詳細はこちらをご確認ください。また、National Science Foundationによるプログラムの詳細はこちらからご覧いただけます。
2026年8月25日
