第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2021年度项目指南

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1.总体科学目标：
（1）探索和制备可用于量子计算和量子探测的高质量材料，实现量子态精准构筑，探索新型量子体系。
（2）发展量子态测量和操控技术，提升探测和调控精度，探索新的技术方法。（3）针对可纠错固态量子计算、高温超导机理、拓扑量子体系和低维量子体系开展前瞻性研究，在若干方向取得重大科学突破。


2.核心科学问题：
（1）关键量子功能材料的可控制备与量子态体系的精准构筑。
（2）量子态精密探测与操控实验技术及理论方法。（3）面向超导等固态量子计算的研究。（4）新型量子计算体系和实现方案探索。


3. 2021年度以“培育项目”和“重点支持项目”的方式进行资助，重点资助研究方向如下：
（1）量子功能材料的可控制备与量子态体系的精准构筑。
① 量子计算功能材料的设计与制备；
② 实现非阿贝尔任意子统计的材料及器件的设计与制备;
③ 基于各类量子态的量子系统构筑。


（2）量子态精密探测与操控实验技术及理论。
① 单量子态测量技术与方法；
② 量子态的纠缠和量子门的操控技术与方案；
③ 量子计算机纠错的理论、方法和量子算法研究；
④ 极低温量子调控、测量技术的自主研发和集成。


（3）固态量子计算。
① 长相干时间的超导、半导体等量子计算器件；
② 量子门操控的保真度提高；
③ 量子比特的集成。


（4）新型量子计算体系和实现方案探索。
① 马约拉纳零能模的非阿贝尔统计性质的确定性证明；
② 拓扑量子比特的设计与实现。
4.本重大研究计划对探索性强、开拓新方向的申请以培育项目予以资助，拟资助16项左右，直接费用平均资助强度约80万元/项，资助期限3年（2022年1月1日－2024年12月31日）；对已有较好工作积累、有望在第二代量子体系的构筑和操控研究方面取得重要突破的申请将以重点支持项目予以资助，拟资助9项左右，直接费用平均资助强度约350万元/项，资助期限4年（2022年1月1日－2025年12月31日）。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。
5.申请人应具有高级职称，具有承担基础研究课题的经历，执行《2021年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。
6.无纸化申请，申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。基金委规定的申请书提交日期为2021年3月20日－3月25日16时，请提前5天提交申报材料做形式审查。
7.咨询方式和联系电话：基金委数学物理科学部物理科学一处，联系电话：010-62325055；科研部项目办联系人：赵玲 张敏