第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2025年度项目指南

近日，基金委发布《第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2025年度项目指南》（链接：https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab442/info94920.htm），要点如下：

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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。

一、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。

二、2025年度资助计划

拟资助培育项目10项左右，直接费用资助强度约为60万元/项；拟资助重点支持项目2项，直接费用资助强度约为300万元/项；拟资助集成项目6项，直接费用资助强度约为600-700万元/项。上述各类项目资助期限均为3年，申请书中研究期限应填写“2026年1月1日－2028年12月31日”。

三、2025年度资助研究方向

（一）培育项目。

2025年拟资助培育项目10项左右，面向本重大研究计划的科学目标和核心科学问题自由选题。

（二）重点支持项目。

重点关注面向量子计算物理体系的相关前瞻性和基础性研究，2025年度重点支持项目主要资助如下2个方向：

1.基于冷原子阵列的量子信息处理。

基于原子阵列和光学腔的强耦合系统，发展单原子、单光子精度的原子-光子强耦合技术；实现光子在原子阵列内的分布式存储，以及原子多体纠缠态的定向发送和接收；实现具有单原子精度空间关联结构的原子和光的强耦合物态。

2.基于二维量子材料的新型超导量子器件研究。

研究二维材料的超导电流传输的调控机制，实现具有半导体晶体管功能的低功耗超导原型器件。实现工作温度高于77K的超导二极管极性调控和基本逻辑运算。构造新型超导量子器件，探索超导配对新机理。

（三）集成项目。

2025年度围绕重大研究计划总体科学目标，在以下6个方向进行集成：

1.百比特超导量子芯片的纠缠制备、量子模拟与纠错。

制备百比特超导量子芯片，研究高水准的量子逻辑门并实现比特的读取与重置等功能，实现千层以上数字量子门线路深度；实现100个比特的量子纠缠，开展多体物理问题的量子模拟，展示量子优势；结合量子错误缓解技术，开展表面码、玻色码等方案的量子纠错实验研究；基于3D腔量子比特实现误差抑制，开发多逻辑比特量子线路并初步展示系统的容错特性。

2.高温无能耗拓扑边缘态。

构筑新型磁性拓扑绝缘体材料及异质结构，探索实现液氮温区量子反常霍尔效应的有效路径，开发低磁场下量子电阻标准器件原型。发展针对莫尔拓扑平带或电荷调制超晶格的量子调控方法，实现更高温度的无能耗拓扑边缘态，探索新型分数化拓扑量子物态。

3.马约拉纳零能模物性和拓扑超导器件研究。

制备高温拓扑超导材料，并在其中实现约瑟夫森结、纳米线等拓扑超导单元器件的制备和表征。使用空间分辨的谱学和磁成像技术，确证马约拉纳零能模的电导、自旋、磁场分布等特征；实现通过电场、磁场、应力等参数调控磁通涡旋态，建立可研究马约拉纳零能模产生、编织和融合规律的拓扑量子器件。完成马约拉纳量子门的可行实现方案。

4.镍基高温超导材料与机理。

发展镍基高温超导块材与薄膜材料的可控制备技术，探索具有更高超导转变温度的材料体系，发现新的镍基超导材料。研究外场、异质结等对超导量子态的调控机制，实现镍基超导电性的调控，构建超导相图，揭示高温超导机理，探索新型量子器件。

5.半导体自旋量子比特的集成与操控。

制备高品质硅/锗基半导体量子材料及量子器件，实现退相干时间不低于10μs的自旋量子比特，单比特门保真度不低于99.5%，两比特门保真度不低于99%。实现具有纳米级空间分辨率和单电子灵敏度的量子态探测技术，发展对不少于4个自旋量子比特的高保真操控技术，并演示具有代表性的量子算法。

6.可编排原子和离子阵列等体系的量子计算/模拟与精密测量。

协同发展包括寻址、重排、高保真度逻辑门等共性技术，理解相关的科学机理；演示超过200比特的强关联体系量子模拟、绝热量子计算和量子纠错码；制备可用于实现量子增强精密测量的自旋压缩态和对称纠缠态。

四、限项申请规定

执行《2025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。

五、申请时间

申请书提交日期为2025年6月16日至6月23日16时。校内截止时间为2025年6月21日。

附件1：关于发布第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划 2025年度项目指南的通告

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校内申报截止时间为：2025年6月21日

校内联系人：郝西钊

联系方式：010-62332207，haoxizhao@ustb.edu.cn

办公地点：办公楼229