本重大研究計(jì)劃旨在通過對(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、工材、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(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。

(二)發(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。

(三)針對(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

(一)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。

(二)量子態(tài)精密探測(cè)與操控實(shí)驗(yàn)技術(shù)及理論方法。

(三)面向超導(dǎo)等固態(tài)量子計(jì)算的研究。

(四)新型量子計(jì)算體系和實(shí)現(xiàn)方案探索。

三、2021年度擬重點(diǎn)資助的研究方向

本重大研究計(jì)劃2021年度重點(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，圍繞第二代量子體系的構(gòu)筑和操控以“培育項(xiàng)目”和“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”的方式進(jìn)行資助。重點(diǎn)資助研究方向如下：

(一)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) 實(shí)現(xiàn)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。

(二)量子態(tài)精密探測(cè)與操控實(shí)驗(yàn)技術(shù)及理論。

(1) 單量子態(tài)測(cè)量技術(shù)與方法;

(2) 量子態(tài)的糾纏和量子門的操控技術(shù)與方案;

(3) 量子計(jì)算機(jī)糾錯(cuò)的理論、方法和量子算法研究;

(4) 極低溫量子調(diào)控、測(cè)量技術(shù)的自主研發(fā)和集成。

(三)固態(tài)量子計(jì)算。

(1) 長相干時(shí)間的超導(dǎo)、半導(dǎo)體等量子計(jì)算器件;

(2) 量子門操控的保真度提高;

(3) 量子比特的集成。

(四)新型量子計(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)的確定性證明;

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

四、遴選項(xiàng)目的基本原則

為確保實(shí)現(xiàn)總體目標(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。具體要求如下：

(一)優(yōu)先支持前沿領(lǐng)域的關(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)筑的研究。

(二)開展量子態(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)開展面向超導(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。

(四)支持新型量子計(jì)算體系和實(shí)現(xiàn)方案探索，譬如基于馬約拉納零能模等任意子的拓?fù)淞孔颖忍匚锢眢w系的構(gòu)筑等。

(五)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。

(六)注重理論與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。

五、2021年度資助計(jì)劃

本重大研究計(jì)劃對(duì)探索性強(qiáng)、開拓新方向的申請(qǐng)以培育項(xiàng)目予以資助，擬資助16項(xiàng)左右，直接費(fèi)用平均資助強(qiáng)度約為80萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日-2024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)目予以資助，擬資助9項(xiàng)左右，直接費(fèi)用的平均資助強(qiáng)度約為350萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日-2025年12月31日”。

六、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)

(一)申請(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)。

(二)限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。

執(zhí)行《2021年度國家自然科學(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、《2021年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2021年度國家自然科學(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)行無紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書提交日期為2021年3月20日-3月25日16時(shí)。

(1)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)說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請(qǐng)書及附件材料。

(2)本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，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。

(3)申請(qǐng)書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明選擇“培育項(xiàng)目”或“重點(diǎn)支持項(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(qǐng)的具體研究內(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2個(gè)。

(4)申請(qǐng)人在申請(qǐng)書“立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說明申請(qǐng)符合本項(xiàng)目指南中的重點(diǎn)資助研究方向，以及對(duì)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。

2. 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2021年3月25日16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(qǐng)書及附件材料，并于3月26日16時(shí)前在線提交本單位項(xiàng)目申請(qǐng)清單。

3. 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1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)。

(四)咨詢方式。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

數(shù)學(xué)物理科學(xué)部 物理科學(xué)一處

聯(lián)系電話：010-62325055