國自然：關于發布第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃 2025年度項目指南的通告

國家自然科學基金委員會現發布第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃2025年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

國家自然科學基金委員會

2025年5月13日

第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃

2025年度項目指南

　　本重大研究計劃旨在通過對展示糾纏/疊加量子態等量子行為的第二代量子體系進行構筑和操控，開展量子信息科學方面的前瞻性和基礎性研究，推動數理、信息、工程與材料、化學等多學科交叉研究，為實現量子計算機等量子技術奠定物理基礎。

　　一、科學目標

　　本重大研究計劃的總體科學目標為：

　　（一）探索和制備可用于量子計算和量子探測的高質量材料，實現量子態精準構筑，探索新型量子體系。

　　（二）發展量子態測量和操控技術，提升探測和調控精度，探索新的技術方法。

　　（三）針對可糾錯固態量子計算、高溫超導機理、拓撲量子體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突破。

　　二、核心科學問題

　　（一）關鍵量子功能材料的可控制備與量子態體系的精準構筑。

　　（二）量子態精密探測與操控實驗技術及理論方法。

　　（三）面向超導等固態量子計算的研究。

　　（四）新型量子計算體系和實現方案探索。

　　三、2025年度資助計劃

　　擬資助培育項目10項左右，直接費用資助強度約為60萬元/項；擬資助重點支持項目2項，直接費用資助強度約為300萬元/項；擬資助集成項目6項，直接費用資助強度約為600-700萬元/項。上述各類項目資助期限均為3年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日－2028年12月31日”。

　　四、2025年度資助研究方向

　　（一）培育項目。

　　2025年擬資助培育項目10項左右，面向本重大研究計劃的科學目標和核心科學問題自由選題。

　　（二）重點支持項目。

　　重點關注面向量子計算物理體系的相關前瞻性和基礎性研究，2025年度重點支持項目主要資助如下2個方向：

　　1. 基于冷原子陣列的量子信息處理。

　　基于原子陣列和光學腔的強耦合系統，發展單原子、單光子精度的原子-光子強耦合技術；實現光子在原子陣列內的分布式存儲，以及原子多體糾纏態的定向發送和接收；實現具有單原子精度空間關聯結構的原子和光的強耦合物態。

　　2. 基于二維量子材料的新型超導量子器件研究。

　　研究二維材料的超導電流傳輸的調控機制，實現具有半導體晶體管功能的低功耗超導原型器件。實現工作溫度高于77K的超導二極管極性調控和基本邏輯運算。構造新型超導量子器件，探索超導配對新機理。

　　（三）集成項目。

　　2025年度圍繞重大研究計劃總體科學目標，在以下6個方向進行集成：

　　1. 百比特超導量子芯片的糾纏制備、量子模擬與糾錯。

　　制備百比特超導量子芯片，研究高水準的量子邏輯門并實現比特的讀取與重置等功能，實現千層以上數字量子門線路深度；實現100個比特的量子糾纏，開展多體物理問題的量子模擬，展示量子優勢；結合量子錯誤緩解技術，開展表面碼、玻色碼等方案的量子糾錯實驗研究；基于3D腔量子比特實現誤差抑制，開發多邏輯比特量子線路并初步展示系統的容錯特性。

　　2. 高溫無能耗拓撲邊緣態。

　　構筑新型磁性拓撲絕緣體材料及異質結構，探索實現液氮溫區量子反常霍爾效應的有效路徑，開發低磁場下量子電阻標準器件原型。發展針對莫爾拓撲平帶或電荷調制超晶格的量子調控方法，實現更高溫度的無能耗拓撲邊緣態，探索新型分數化拓撲量子物態。

　　3. 馬約拉納零能模物性和拓撲超導器件研究。

　　制備高溫拓撲超導材料，并在其中實現約瑟夫森結、納米線等拓撲超導單元器件的制備和表征。使用空間分辨的譜學和磁成像技術，確證馬約拉納零能模的電導、自旋、磁場分布等特征；實現通過電場、磁場、應力等參數調控磁通渦旋態，建立可研究馬約拉納零能模產生、編織和融合規律的拓撲量子器件。完成馬約拉納量子門的可行實現方案。

　　4. 鎳基高溫超導材料與機理。

　　發展鎳基高溫超導塊材與薄膜材料的可控制備技術，探索具有更高超導轉變溫度的材料體系，發現新的鎳基超導材料。研究外場、異質結等對超導量子態的調控機制，實現鎳基超導電性的調控，構建超導相圖，揭示高溫超導機理，探索新型量子器件。

　　5. 半導體自旋量子比特的集成與操控。

　　制備高品質硅/鍺基半導體量子材料及量子器件，實現退相干時間不低于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%。實現具有納米級空間分辨率和單電子靈敏度的量子態探測技術，發展對不少于4個自旋量子比特的高保真操控技術，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算/模擬與精密測量。

　　協同發展包括尋址、重排、高保真度邏輯門等共性技術，理解相關的科學機理；演示超過200比特的強關聯體系量子模擬、絕熱量子計算和量子糾錯碼；制備可用于實現量子增強精密測量的自旋壓縮態和對稱糾纏態。

　　五、遴選項目的基本原則

　　為確保實現總體科學目標，本重大研究計劃要求所有申請應聚焦到第二代量子體系的構筑和操控，圍繞核心科學問題開展研究。鼓勵多學科實質性交叉合作研究，特別是第二代量子體系在信息、工程與材料科學以及化學領域的交叉性研究，注重理論與實驗的有機結合。

　　六、申請要求及注意事項

　　（一）申請條件。

　　本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

　　1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

　　2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學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人進行申請。

　　（二）限項申請規定。

　　執行《2025年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

　　（三）申請注意事項。

　　申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2025年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2025年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

　　1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2025年6月16日—6月23日16時。

　　2. 項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：

　　（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

　　（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，將對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

　　（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明根據申報類型選擇“培育項目”、“重點支持項目”或“集成項目”，“附注說明”選擇“第二代量子體系的構筑和操控”，根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個，集成項目的合作研究單位不得超過4個。

　　（4）申請人在申請書“立項依據與研究內容”部分，需首先注明申請書研究內容所對應的2025年度資助研究方向（本項目指南第四部分），并說明對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃總體科學目標的貢獻。

　　如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

　　3. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作，在2025年6月23日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料。依托單位應慎重提交項目申請，一旦提交，原則上不予退回。

　　4. 其他注意事項。

　　（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

　　（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦一次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動，并認真開展學術交流。

　　（四）咨詢方式。

　　國家自然科學基金委員會數理科學部物理科學一處

　　聯系電話：010-62325055

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