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第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2020年度项目指南

“第二代量子体系的构筑和操控”重大研究计划2020年度项目指南


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、工材、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、科学目标

本项目的总体科学目标为:(1)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;(2)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;(3)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、2020年度重点资助的研究方向

本重大研究计划2020年度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,围绕第二代量子体系的构筑和操控以“培育项目”和“重点支持项目”的方式进行资助。重点资助研究方向如下:

(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。

(1)液氮温区无能耗拓扑边缘态材料制备,如突破液氮温区的量子反常霍尔态等;

(2)能够展示马约拉纳零能模或其它非阿贝尔任意子的各种高质量异质结等材料的制备;

(3)基于各类量子态的量子比特构筑。
 

(二)量子态精密探测与操控实验技术及理论方法。

(1)逼近量子极限的单量子态测量技术与方法;

(2)量子态的纠缠和量子门的操控技术与方案;

(3)量子计算机纠错的理论、方法和量子算法研究;

(4)极低温量子调控、测量技术的自主研发和集成。
 

(三)面向超导等固态量子计算的研究。

(1)长相干时间、高转变温度的超导材料、低损耗介质和约瑟夫森结构筑等;

(2)量子门操控的保真度提高;

(3)量子比特的集成。
 

(四)新型量子计算体系和实现方案探索。

(1)马约拉纳零能模非阿贝尔性质的确定性证明;

(2)拓扑量子比特的物理实现。
 

四、遴选项目的基本原则

为确保实现总体目标,本重大研究计划要求所有申请应聚焦到第二代量子体系的构筑和操控。具体要求如下:

(一)优先支持前沿领域的关键量子功能材料的可控制备与量子态体系的精准构筑的研究。

(二)开展量子态精密探测与操控实验技术及理论方法研究,鼓励开发相应的原创技术与方法,并有望产生重大应用的研究。

(三)开展面向超导等固态量子计算的研究,鼓励探索具有原创性的全新方案。

(四)支持新型量子计算体系和实现方案探索,譬如基于马约拉纳零能模等任意子的拓扑量子比特物理体系的构筑等。

(五)鼓励多学科实质性交叉合作研究,特别是第二代量子体系在信息、工程与材料科学以及化学领域的交叉性研究。

(六)注重理论与实验的有机结合。
 

五、2020年度资助计划

2020年度拟资助培育项目15项左右,直接费用资助强度约为80万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2021年1月1日-2023年12月31日”;拟资助重点支持项目7项左右,直接费用资助强度约为350万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2021年1月1日-2024年12月31日”。
 

六、申请要求及注意事项

(一)申请条件。

本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件:

1.具有承担基础研究课题的经历;

2.具有高级专业技术职务(职称)。

在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。
 

(二)限项申请规定。

1.申请人同年只能申请1项重大研究计划项目(其中:重大研究计划项目中的集成项目和战略研究项目除外);上一年度获得重大研究计划项目(不包括集成项目和战略研究项目)资助的项目负责人,本年度不得作为申请人申请重大研究计划项目。
 

2.申请和承担项目总数的限制规定。
 

(1)除特别说明外,申请当年资助期满的项目不计入申请和承担总数范围。具有高级专业技术职务(职称)的人员,申请(包括申请人和主要参与者)和正在承担(包括负责人和主要参与者)以下类型项目总数合计限为2项:面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目(不包括集成项目和战略研究项目)、联合基金项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目、重点国际(地区)合作研究项目、直接费用大于 200 万元/项的组织间国际(地区)合作研究项目(仅限作为申请人申请和作为负责人承担,作为主要参与者不限)、国家重大科研仪器研制项目(含承担国家重大科研仪器设备研制专项项目)、基础科学中心项目、资助期限超过 1 年的应急管理项目、原创探索计划项目以及资助期限超过 1 年的专项项目[特殊说明的除外;应急管理项目中的局(室)委托任务及软课题研究项目、专项项目中的科技活动项目除外]。
 

具有高级专业技术职务(职称)的人员作为主要参与者正在承担的2019年(含)以前批准资助的项目不计入申请和承担总数范围,2020年(含)以后申请(包括申请人和主要参与者)和批准(包括负责人和主要参与者)项目计入申请和承担总数范围。
 

(2)不具有高级专业技术职务(职称)人员申请和承担项目总数:作为申请人申请和作为项目负责人正在承担的项目数合计限为 1 项;在保证有足够的时间和精力参与项目研究工作的前提下,作为主要参与者申请或者承担各类型项目数量不限。晋升为高级专业技术职务(职称)后,原来作为负责人正在承担的项目计入申请和承担项目总数范围,原来作为主要参与者正在承担的项目不计入。
 

3.计入申请和承担项目总数的部分项目类型的特殊要求。
 

(1)优秀青年科学基金项目和国家杰出青年科学基金项目申请时不计入申请和承担总数范围;正式接收申请到自然科学基金委作出资助与否决定之前,以及获得资助后,计入申请和承担总数范围。

(2)基础科学中心项目申请时不计入申请和承担总数范围;正式接收申请到自然科学基金委作出资助与否决定之前,以及获得资助后,计入申请和承担总数范围。基础科学中心项目负责人及主要参与者(骨干成员)在结题前不得作为申请人申请重大研究计划项目。

(3)国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)获得资助后,项目负责人在准予结题前不得作为申请人申请重大研究计划项目。

(4)原创探索计划项目从预申请开始直到自然科学基金委作出资助与否决定之前,不计入申请和承担总数范围;获资助后计入申请和承担总数范围。
 

(三)申请注意事项。

1.本重大研究计划2020年度项目申请书报送日期为2020年10月23日-26日16时。本重大研究计划项目申请采取无纸化申请。
 

2.项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下:

(1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本项目指南和《2020年度国家自然科学基金项目指南》中申请须知和限项申请规定的相关内容,不符合项目指南和相关要求的申请项目不予受理。
 

(2)本重大研究计划旨在紧密围绕核心科学问题,将对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的具体科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。
 

(3)申请人登录科学基金网络信息系统https://isisn.nsfc.gov.cn/(以下简称信息系统;没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户),按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。
 

(4)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“重点支持项目”或“培育项目”,附注说明选择“第二代量子体系的构筑和操控”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。

培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。
 

(5)申请人应当在摘要第一句注明申请内容对应的本指南重点资助研究方向中确切的研究重点,同时在“立项依据与研究内容”部分论述与项目指南最接近的科学问题的关系,以及对解决核心科学问题和重大研究计划总体目标的贡献。
 

项目申请书选题应符合本重大研究计划的实施原则,具有明确的关键科学问题。申请书的目标和内容应瞄准核心科学问题,突出有限目标,强调创新点与前沿基础科学问题的研究。

如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。
 

(6)申请人应当认真阅读《2020年度国家自然科学基金项目指南》中预算编报要求的内容,严格按照《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》《关于国家自然科学基金资助项目资金管理有关问题的补充通知》《关于国家自然科学基金资助项目资金管理的补充通知》《关于进一步完善科学基金项目和资金管理的通知》以及《国家自然科学基金项目资金预算表编制说明》的具体要求,按照“目标相关性、政策相符性、经济合理性”的基本原则,认真编制《国家自然科学基金项目预算表》。多个单位共同承担一个项目的,项目申请人和合作研究单位的参与者应当分别编制项目预算,经所在单位审核后,由申请人汇总编制。
 

(7)申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书及附件材料。申请材料中所需的附件材料(有关证明信、推荐信和其他特别说明要求提交的纸质材料原件),全部以电子扫描件上传。
 

3.依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性、完整性和合规性进行审核,对申请人编制项目预算的目标相关性、政策相符性和经济合理性进行审核,并在规定时间内提交申请材料至自然科学基金委。具体要求如下:
 

(1)应在项目集中接收工作截止时间前(2020年10月26日16时)通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料,无需报送纸质申请书。项目获批准后,将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后,一并提交。签字盖章的信息应与电子申请书严格保持一致。
 

(2)依托单位完成电子申请书及附件材料的逐项确认后,应于申请材料提交截止时间前通过信息系统上传本单位科研诚信承诺书的电子扫描件(请在信息系统中下载模板,打印填写后由法定代表人亲笔签字、依托单位加盖公章),无需提供纸质材料。
 

4.本重大研究计划咨询方式:

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
 

(四)其他注意事项。

1.为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定,项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。
 

2.为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本重大研究计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会,并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动,并认真开展学术交流。
 


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