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國科金發(fā)計(jì)〔****〕***號

　　國家自然科學(xué)基金委員會現(xiàn)發(fā)布第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計(jì)劃****年度項(xiàng)目指南，請申請人及依托單位按項(xiàng)目指南所述要求和注意事項(xiàng)申請。

國家自然科學(xué)基金委員會

****年*月**日

第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計(jì)劃

****年度項(xiàng)目指南

　　本重大研究計(jì)劃旨在通過對展示糾纏/疊加量子態(tài)等量子行為的第二代量子體系進(jìn)行構(gòu)筑和操控，開展量子信息科學(xué)方面的前瞻性和基礎(chǔ)性研究，推動數(shù)理、信息、工程與材料、化學(xué)等多學(xué)科交叉研究，為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)等量子技術(shù)奠定物理基礎(chǔ)。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　本重大研究計(jì)劃的總體科學(xué)目標(biāo)為：

　　（一）探索和制備可用于量子計(jì)算和量子探測的高質(zhì)量材料，實(shí)現(xiàn)量子態(tài)精準(zhǔn)構(gòu)筑，探索新型量子體系。

　?。ǘ┌l(fā)展量子態(tài)測量和操控技術(shù)，提升探測和調(diào)控精度，探索新的技術(shù)方法。

　?。ㄈ┽槍杉m錯固態(tài)量子計(jì)算、高溫超導(dǎo)機(jī)理、拓?fù)淞孔芋w系和低維量子體系開展前瞻性研究，在若干方向取得重大科學(xué)突破。

　　二、核心科學(xué)問題

　?。ㄒ唬╆P(guān)鍵量子功能材料的可控制備與量子態(tài)體系的精準(zhǔn)構(gòu)筑。

　?。ǘ┝孔討B(tài)精密探測與操控實(shí)驗(yàn)技術(shù)及理論方法。

　?。ㄈ┟嫦虺瑢?dǎo)等固態(tài)量子計(jì)算的研究。

　?。ㄋ模┬滦土孔佑?jì)算體系和實(shí)現(xiàn)方案探索。

　　三、****年度資助計(jì)劃

　　擬資助培育項(xiàng)目**項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為**萬元/項(xiàng)；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目*項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為***萬元/項(xiàng)；擬資助集成項(xiàng)目*項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為***-***萬元/項(xiàng)。上述各類項(xiàng)目資助期限均為*年，申請書中研究期限應(yīng)填寫“****年*月*日－****年**月**日”。

　　四、****年度資助研究方向

　?。ㄒ唬┡嘤?xiàng)目。

　　****年擬資助培育項(xiàng)目**項(xiàng)左右，面向本重大研究計(jì)劃的科學(xué)目標(biāo)和核心科學(xué)問題自由選題。

　　（二）重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　重點(diǎn)關(guān)注面向量子計(jì)算物理體系的相關(guān)前瞻性和基礎(chǔ)性研究，****年度重點(diǎn)支持項(xiàng)目主要資助如下*個(gè)方向：

　　*. 基于冷原子陣列的量子信息處理。

　　基于原子陣列和光學(xué)腔的強(qiáng)耦合系統(tǒng)，發(fā)展單原子、單光子精度的原子-光子強(qiáng)耦合技術(shù)；實(shí)現(xiàn)光子在原子陣列內(nèi)的分布式存儲，以及原子多體糾纏態(tài)的定向發(fā)送和接收；實(shí)現(xiàn)具有單原子精度空間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的原子和光的強(qiáng)耦合物態(tài)。

　　*. 基于二維量子材料的新型超導(dǎo)量子器件研究。

　　研究二維材料的超導(dǎo)電流傳輸?shù)恼{(diào)控機(jī)制，實(shí)現(xiàn)具有半導(dǎo)體晶體管功能的低功耗超導(dǎo)原型器件。實(shí)現(xiàn)工作溫度高于**K的超導(dǎo)二極管極性調(diào)控和基本邏輯運(yùn)算。構(gòu)造新型超導(dǎo)量子器件，探索超導(dǎo)配對新機(jī)理。

　?。ㄈ┘身?xiàng)目。

　　****年度圍繞重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)，在以下*個(gè)方向進(jìn)行集成：

　　*. 百比特超導(dǎo)量子芯片的糾纏制備、量子模擬與糾錯。

　　制備百比特超導(dǎo)量子芯片，研究高水準(zhǔn)的量子邏輯門并實(shí)現(xiàn)比特的讀取與重置等功能，實(shí)現(xiàn)千層以上數(shù)字量子門線路深度；實(shí)現(xiàn)***個(gè)比特的量子糾纏，開展多體物理問題的量子模擬，展示量子優(yōu)勢；結(jié)合量子錯誤緩解技術(shù)，開展表面碼、玻色碼等方案的量子糾錯實(shí)驗(yàn)研究；基于*D腔量子比特實(shí)現(xiàn)誤差抑制，開發(fā)多邏輯比特量子線路并初步展示系統(tǒng)的容錯特性。

　　*. 高溫?zé)o能耗拓?fù)溥吘墤B(tài)。

　　構(gòu)筑新型磁性拓?fù)浣^緣體材料及異質(zhì)結(jié)構(gòu)，探索實(shí)現(xiàn)液氮溫區(qū)量子反?；魻栃?yīng)的有效路徑，開發(fā)低磁場下量子電阻標(biāo)準(zhǔn)器件原型。發(fā)展針對莫爾拓?fù)淦綆Щ螂姾烧{(diào)制超晶格的量子調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)更高溫度的無能耗拓?fù)溥吘墤B(tài)，探索新型分?jǐn)?shù)化拓?fù)淞孔游飸B(tài)。

　　*. 馬約拉納零能模物性和拓?fù)涑瑢?dǎo)器件研究。

　　制備高溫拓?fù)涑瑢?dǎo)材料，并在其中實(shí)現(xiàn)約瑟夫森結(jié)、納米線等拓?fù)涑瑢?dǎo)單元器件的制備和表征。使用空間分辨的譜學(xué)和磁成像技術(shù)，確證馬約拉納零能模的電導(dǎo)、自旋、磁場分布等特征；實(shí)現(xiàn)通過電場、磁場、應(yīng)力等參數(shù)調(diào)控磁通渦旋態(tài)，建立可研究馬約拉納零能模產(chǎn)生、編織和融合規(guī)律的拓?fù)淞孔悠骷?。完成馬約拉納量子門的可行實(shí)現(xiàn)方案。

　　*. 鎳基高溫超導(dǎo)材料與機(jī)理。

　　發(fā)展鎳基高溫超導(dǎo)塊材與薄膜材料的可控制備技術(shù)，探索具有更高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的材料體系，發(fā)現(xiàn)新的鎳基超導(dǎo)材料。研究外場、異質(zhì)結(jié)等對超導(dǎo)量子態(tài)的調(diào)控機(jī)制，實(shí)現(xiàn)鎳基超導(dǎo)電性的調(diào)控，構(gòu)建超導(dǎo)相圖，揭示高溫超導(dǎo)機(jī)理，探索新型量子器件。

　　*. 半導(dǎo)體自旋量子比特的集成與操控。

　　制備高品質(zhì)硅/鍺基半導(dǎo)體量子材料及量子器件，實(shí)現(xiàn)退相干時(shí)間不低于**μs的自旋量子比特，單比特門保真度不低于**.*%，兩比特門保真度不低于**%。實(shí)現(xiàn)具有納米級空間分辨率和單電子靈敏度的量子態(tài)探測技術(shù)，發(fā)展對不少于*個(gè)自旋量子比特的高保真操控技術(shù)，并演示具有代表性的量子算法。

　　*. 可編排原子和離子陣列等體系的量子計(jì)算/模擬與精密測量。

　　協(xié)同發(fā)展包括尋址、重排、高保真度邏輯門等共性技術(shù)，理解相關(guān)的科學(xué)機(jī)理；演示超過***比特的強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系量子模擬、絕熱量子計(jì)算和量子糾錯碼；制備可用于實(shí)現(xiàn)量子增強(qiáng)精密測量的自旋壓縮態(tài)和對稱糾纏態(tài)。

　　五、遴選項(xiàng)目的基本原則

　　為確保實(shí)現(xiàn)總體科學(xué)目標(biāo)，本重大研究計(jì)劃要求所有申請應(yīng)聚焦到第二代量子體系的構(gòu)筑和操控，圍繞核心科學(xué)問題開展研究。鼓勵多學(xué)科實(shí)質(zhì)性交叉合作研究，特別是第二代量子體系在信息、工程與材料科學(xué)以及化學(xué)領(lǐng)域的交叉性研究，注重理論與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。

　　六、申請要求及注意事項(xiàng)

　　（一）申請條件。

　　本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

　　*. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　*. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進(jìn)行申請。

　　（二）限項(xiàng)申請規(guī)定。

　　執(zhí)行《****年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請規(guī)定”中限項(xiàng)申請規(guī)定的相關(guān)要求。

　?。ㄈ┥暾堊⒁馐马?xiàng)。

　　申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《****年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于****年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

　　*. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請。申請書提交日期為****年*月**日—*月**日**時(shí)。

　　*. 項(xiàng)目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：

　?。?）申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報(bào)說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

　?。?）本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，將對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

　?。?）申請書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明根據(jù)申報(bào)類型選擇“培育項(xiàng)目”、“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”或“集成項(xiàng)目”，“附注說明”選擇“第二代量子體系的構(gòu)筑和操控”，根據(jù)申請的具體研究內(nèi)容選擇相應(yīng)的申請代碼。培育項(xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位不得超過*個(gè)，集成項(xiàng)目的合作研究單位不得超過*個(gè)。

　?。?）申請人在申請書“立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容”部分，需首先注明申請書研究內(nèi)容所對應(yīng)的****年度資助研究方向（本項(xiàng)目指南第四部分），并說明對解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

　　如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　*. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作，在****年*月**日**時(shí)前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料。依托單位應(yīng)慎重提交項(xiàng)目申請，一旦提交，原則上不予退回。

　　*. 其他注意事項(xiàng)。

　?。?）為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項(xiàng)目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

　　（*）為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦一次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動，并認(rèn)真開展學(xué)術(shù)交流。

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　　國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)理科學(xué)部物理科學(xué)一處

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