通知公告

关于申报国家自然基金第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2023年度项目通知

发布时间:2023-05-06浏览次数:10

学校各相关单位:  

        国家自然科学基金委员会现开展第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2023年度项目申报工作,本重大研究计划旨在通过对展示纠缠/叠加量子态等量子行为的第二代量子体系进行构筑和操控,开展量子信息科学方面的前瞻性和基础性的研究,推动数理、信息、工程与材料、化学等多学科交叉研究,为实现量子计算机等量子技术奠定物理基础。具体申报事项通知如下.

        一、科学目标

        本重大研究计划的总体科学目标为:

        (一)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。

        (二)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。

        (三)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。

        二、核心科学问题

        (一)关键量子功能材料的可控制备与量子态体系的精准构筑。

        (二)量子态精密探测与操控实验技术及理论方法。

        (三)面向超导等固态量子计算的研究。

        (四)新型量子计算体系和实现方案探索。

        三、2023年度资助计划

        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,拟资助培育项目14项,直接费用平均资助强度约为80万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2024年1月1日-2026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和集成项目予以资助:拟资助重点支持项目9项,直接费用平均资助强度约为350万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2024年1月1日-2027年12月31日”;拟资助集成项目2项,直接费用平均资助强度约为600万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2024年1月1日-2026年12月31日”。

        四、2023年度资助研究方向

        (一)培育项目和重点支持项目。

        重点关注面向量子计算的物理体系的相关前瞻性和基础性研究,2023年度培育项目和重点支持项目主要资助方向如下:

        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)面向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、方法及理论。

        (1)量子态探测技术与方法;

        (2)量子纠缠的操控技术与方案;

        (3)量子精密测量新理论与新方法。

        3.量子计算的物理实现与软件。

        (1)长相干时间的量子计算器件;

        (2)量子门操控的保真度提高;

        (3)量子比特的集成和操控;

        (4)量子纠错、机器学习方法和量子算法研究;

        (5)量子计算的操作系统和软件研究。

        4.拓扑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研究;

        (2)拓扑量子比特的设计与实现。

        (二)集成项目。

        2023年度围绕重大研究计划总体科学目标,在以下2个方向进行集成:

        1.超导量子比特的集成、操控与纠错。

        研发长寿命的超导量子比特和谐振腔,优化比特、谐振腔间的耦合形式和调控方案;发展多比特相干集成架构和芯片封装工艺,研制新型量子元器件支撑比特的快速重置、调控、读出和反馈等功能,构筑高质量的集成达上百比特和谐振腔的超导量子芯片;发展低温测控技术,实现保真度超过99.5%的两比特量子门,基于量子纠错和错误缓解技术实现长寿命/低错误率的逻辑比特;实现基于逻辑比特的量子纠缠分发,演示量子节点之间的量子态传输,探索多节点互联的具有特定功能的量子网络,展示有代表性的量子算法和量子模拟应用。

        2.马约拉纳体系的制备、操控与编织。

        制备具有较高Tc、大面积均匀的拓扑超导材料,并在其中诱导出马约拉纳零能模。发展具有高能量分辨、空间分辨和自旋分辨的谱学手段,精确测量马约纳拉零能模的自旋特征、量子电导特征和空间分布特征;探测马约纳拉零能模的量子散粒噪声特征;研究马约纳拉零能模之间的耦合规律。基于外场、应力和磁电耦合等手段,实现对磁通涡旋形态的人工操控,实现马约拉纳零能模的融合和编织的关键实验验证。基于微纳加工技术构筑可包含多个马约拉纳零能模的拓扑超导量子器件,并尝试对马约拉纳零能模进行操控、融合与编织。

        五、材料受理及联系方式

本项目实行无纸化申请。请申请人于2023年5月29日12时前,在线提交申请书,具体申报要求、申报步骤及注意事项请详见指南。

        学校联系人:齐楠,联系电话:86592983 18240328977(同微信)

        国家自然科学基金委员会数理科学部物理科学一处

        联系电话:010-62325055


        附件:第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2023年度项目指南  下载保存    在线预览    


     




科研处

2023年5月6日