關(guān)于發(fā)布第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南的通告

國(guó)科金發(fā)計(jì)〔2023〕14號(hào)

　　國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)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2023年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南中所述的要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)

2023年4月24日　　

第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南

　　本重大研究計(jì)劃旨在通過(guò)對(duì)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(kāi)展量子信息科學(xué)方面的前瞻性和基礎(chǔ)性的研究，推動(dòng)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：

　?。ㄒ唬┨剿骱椭苽淇捎糜诹孔佑?jì)算和量子探測(cè)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(cè)量和操控技術(shù)，提升探測(cè)和調(diào)控精度，探索新的技術(shù)方法。

　?。ㄈ┽槍?duì)可糾錯(cuò)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(kāi)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(wèn)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(cè)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、2023年度資助計(jì)劃

　　本重大研究計(jì)劃對(duì)探索性強(qiáng)、開(kāi)拓新方向的申請(qǐng)以培育項(xiàng)目予以資助，擬資助培育項(xiàng)目14項(xiàng)，直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度約為80萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日－2026年12月31日”；對(duì)已有較好工作積累、有望在第二代量子體系的構(gòu)筑和操控研究方面取得重要突破的申請(qǐng)將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目和集成項(xiàng)目予以資助：擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目9項(xiàng)，直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度約為350萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日－2027年12月31日”；擬資助集成項(xiàng)目2項(xiàng)，直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度約為600萬(wàn)元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日－2026年12月31日”。

　　四、2023年度資助研究方向

　?。ㄒ唬┡嘤?xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　重點(diǎn)關(guān)注面向量子計(jì)算的物理體系的相關(guān)前瞻性和基礎(chǔ)性研究，2023年度培育項(xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目主要資助方向如下：

　　1.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。

　　(1)量子計(jì)算功能材料的設(shè)計(jì)與制備；

　　(2)面向非阿貝爾任意子統(tǒng)計(jì)的材料及器件的設(shè)計(jì)與制備；

　　(3)基于各類量子態(tài)的量子系統(tǒng)構(gòu)筑。

　　2.量子態(tài)精密探測(cè)與操控實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法及理論。

　　(1)量子態(tài)探測(cè)技術(shù)與方法；

　　(2)量子糾纏的操控技術(shù)與方案；

　　(3)量子精密測(cè)量新理論與新方法。

　　3.量子計(jì)算的物理實(shí)現(xiàn)與軟件。

　　(1)長(zhǎng)相干時(shí)間的量子計(jì)算器件；

　　(2)量子門操控的保真度提高；

　　(3)量子比特的集成和操控；

　　(4)量子糾錯(cuò)、機(jī)器學(xué)習(xí)方法和量子算法研究；

　　(5)量子計(jì)算的操作系統(tǒng)和軟件研究。

　　4.拓?fù)淞孔佑?jì)算體系和實(shí)現(xiàn)方案探索。

　　(1)馬約拉納零能模的非阿貝爾統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的研究；

　　(2)拓?fù)淞孔颖忍氐脑O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

　?。ǘ┘身?xiàng)目。

　　2023年度圍繞重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)，在以下2個(gè)方向進(jìn)行集成：

　　1.超導(dǎo)量子比特的集成、操控與糾錯(cuò)。

　　研發(fā)長(zhǎng)壽命的超導(dǎo)量子比特和諧振腔，優(yōu)化比特、諧振腔間的耦合形式和調(diào)控方案；發(fā)展多比特相干集成架構(gòu)和芯片封裝工藝，研制新型量子元器件支撐比特的快速重置、調(diào)控、讀出和反饋等功能，構(gòu)筑高質(zhì)量的集成達(dá)上百比特和諧振腔的超導(dǎo)量子芯片；發(fā)展低溫測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保真度超過(guò)99.5%的兩比特量子門，基于量子糾錯(cuò)和錯(cuò)誤緩解技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命/低錯(cuò)誤率的邏輯比特；實(shí)現(xiàn)基于邏輯比特的量子糾纏分發(fā)，演示量子節(jié)點(diǎn)之間的量子態(tài)傳輸，探索多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)的具有特定功能的量子網(wǎng)絡(luò)，展示有代表性的量子算法和量子模擬應(yīng)用。

　　2.馬約拉納體系的制備、操控與編織。

　　制備具有較高Tc、大面積均勻的拓?fù)涑瑢?dǎo)材料，并在其中誘導(dǎo)出馬約拉納零能模。發(fā)展具有高能量分辨、空間分辨和自旋分辨的譜學(xué)手段，精確測(cè)量馬約納拉零能模的自旋特征、量子電導(dǎo)特征和空間分布特征；探測(cè)馬約納拉零能模的量子散粒噪聲特征；研究馬約納拉零能模之間的耦合規(guī)律?；谕鈭?chǎng)、應(yīng)力和磁電耦合等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁通渦旋形態(tài)的人工操控，實(shí)現(xiàn)馬約拉納零能模的融合和編織的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?；谖⒓{加工技術(shù)構(gòu)筑可包含多個(gè)馬約拉納零能模的拓?fù)涑瑢?dǎo)量子器件，并嘗試對(duì)馬約拉納零能模進(jìn)行操控、融合與編織。

　　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(qǐng)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(wèn)題開(kāi)展研究。鼓勵(lì)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。優(yōu)先支持的方向如下：

　?。ㄒ唬┣把仡I(lǐng)域關(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(cè)與操控實(shí)驗(yàn)技術(shù)及理論方法研究，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的原創(chuàng)技術(shù)與方法，并有望產(chǎn)生重大應(yīng)用的研究。

　　（三）面向超導(dǎo)等固態(tài)量子計(jì)算的研究，鼓勵(lì)探索具有原創(chuàng)性的全新方案。

　?。ㄋ模┬滦土孔佑?jì)算體系和方案的探索。

　　六、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)

　?。ㄒ唬┥暾?qǐng)條件。

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

　　1.具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　2.具有高級(jí)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(wú)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(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。

　?。ǘ┫揄?xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。

　　執(zhí)行《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請(qǐng)規(guī)定”中限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)要求。

　　（三）申請(qǐng)注意事項(xiàng)。

　　申請(qǐng)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、《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

　　1.本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無(wú)紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書(shū)提交日期為2023年5月25日—5月31日16時(shí)。

　　2.項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)采用在線方式撰寫。對(duì)申請(qǐng)人具體要求如下：

　?。?）申請(qǐng)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(shuō)明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請(qǐng)書(shū)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(wèn)題，將對(duì)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(shì)整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問(wèn)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?jī)?nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

　?。?）申請(qǐng)書(shū)中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說(shuō)明選擇“培育項(xiàng)目”“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”或“集成項(xiàng)目”，“附注說(shuō)明”選擇“第二代量子體系的構(gòu)筑和操控”，根據(jù)申請(qǐng)的具體研究?jī)?nèi)容選擇相應(yīng)的申請(qǐng)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(guò)2個(gè)，集成項(xiàng)目合作研究單位不超過(guò)4個(gè)。

　?。?）申請(qǐng)人在申請(qǐng)書(shū)“立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容”部分，需首先注明申請(qǐng)書(shū)研究?jī)?nèi)容所對(duì)應(yīng)的2023年度資助研究方向（本項(xiàng)目指南第四部分），并說(shuō)明對(duì)解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問(wèn)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(qǐng)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(qǐng)書(shū)正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　3.依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請(qǐng)以及審核申請(qǐng)材料等工作，在2023年5月31日16時(shí)前通過(guò)信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料，并于6月1日16時(shí)前在線提交本單位項(xiàng)目申請(qǐng)清單。

　　4.其他注意事項(xiàng)。

　　（1）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(guò)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。

　　（2）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(huì)，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)。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(dòng)，并認(rèn)真開(kāi)展學(xué)術(shù)交流。

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