國科金發(fā)計(jì)〔2025〕183號(hào)

國家自然科學(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2025年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南所述要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

2025年5月13日

第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計(jì)劃

2025年度項(xiàng)目指南

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：

（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、2025年度資助計(jì)劃

擬資助培育項(xiàng)目10項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為60萬元/項(xiàng)；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目2項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為300萬元/項(xiàng)；擬資助集成項(xiàng)目6項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為600-700萬元/項(xiàng)。上述各類項(xiàng)目資助期限均為3年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日－2028年12月31日”。

四、2025年度資助研究方向

（一）培育項(xiàng)目。

2025年擬資助培育項(xiàng)目10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，2025年度重點(diǎn)支持項(xiàng)目主要資助如下2個(gè)方向：

1.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(chǔ)，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)。

2.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77K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(duì)新機(jī)理。

（三）集成項(xiàng)目。

2025年度圍繞重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)，在以下6個(gè)方向進(jìn)行集成：

1.百比特超導(dǎo)量子芯片的糾纏制備、量子模擬與糾錯(cuò)。

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)100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(shì)；結(jié)合量子錯(cuò)誤緩解技術(shù)，開展表面碼、玻色碼等方案的量子糾錯(cuò)實(shí)驗(yàn)研究；基于3D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(cuò)特性。

2.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(chǎng)下量子電阻標(biāo)準(zhǔn)器件原型。發(fā)展針對(duì)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)。

3.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(chǎng)分布等特征；實(shí)現(xiàn)通過電場(chǎng)、磁場(chǎng)、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。

4.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(chǎng)、異質(zhì)結(jié)等對(duì)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。

5.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10μs的自旋量子比特，單比特門保真度不低于99.5%，兩比特門保真度不低于99%。實(shí)現(xiàn)具有納米級(jí)空間分辨率和單電子靈敏度的量子態(tài)探測(cè)技術(shù)，發(fā)展對(duì)不少于4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。

6.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(cè)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200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(cuò)碼；制備可用于實(shí)現(xiàn)量子增強(qiáng)精密測(cè)量的自旋壓縮態(tài)和對(duì)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(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)問題開展研究。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。

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《2025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、《2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2025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2025年6月16日—6月23日16時(shí)。

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

（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(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)，集成項(xiàng)目的合作研究單位不得超過4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，需首先注明申請(qǐng)書研究內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的2025年度資助研究方向（本項(xiàng)目指南第四部分），并說明對(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2025年6月23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。依托單位應(yīng)慎重提交項(xiàng)目申請(qǐng)，一旦提交，原則上不予退回。

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)真開展學(xué)術(shù)交流。

（四）咨詢方式。

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

聯(lián)系電話：010-62325055