2018~2019年度广东重大科技专项量子科学和工程申.PDF

附件1 2018～2019 年度广东省重大科技专项 “量子科学与工程”申报指南 （征求意见稿） 本专项依据国家和省有关科技发展规划，完善政产学研用协 同创新的体制机制，统筹相关高校、科研院所和相关企业的创新 要素和优势资源，着力突破以量子信息为主导的第二次量子革命 的前沿科学和核心关键技术，培育形成量子计算、量子通信、量 子领域重大科学仪器等战略性新兴产业。 2018～2019 年度将针对国家和广东战略需求，在量子通信、 量子计算与量子模拟、量子领域重大科学仪器研发等方面进行布 局，开发三维多比特集成量子计算芯片，研制基于固态量子计算 芯片的专用量子计算机，搭建广东星—地一体量子通信试验示范 网，开展量子通信系统的集成化技术及量子计算初期技术和重大 科学仪器研发。部分技术指标略。 专题一：城域量子安全通信时频网络及关键技术（专题编号： 0324 ） （一）研究内容。 建设广州市量子安全通信时频网络，覆盖主要经济区域，研 究高精度时间同步技术、安全量子时间同步网络关键技术、固态 量子存储技术、量子通信系统的集成化技术。具体内容包括：1. 建设覆盖天河区、白云区和番禺区的量子安全通信时频环网。2. 研究城域网范围内的高精度时间同步技术，并在此基础上完成高 精度位置定位。3.研究安全的量子时间同步方案，探索量子力学原 理在时间同步中的应用，并利用量子手段保证时间传输的安全性。 探索利用人工智能及大数据技术进行量子必威体育官网网址时频传输的设计与 分析。4.完成窄脉冲纠缠源、低抖动单光子探测器等关键器件的研 究设计。5.研制针对量子卫星与量子中继器的固态存储器6.研发可 替代量子通信系统分立光学元件的集成光子器件，包括量子通信 发射、接收端芯片、高速稳定的移相器等。 （二）考核指标。 1.建设量子通信环网，成码速率不低于相同等级干线或城域网 络指标，实现迂回路由切换和多个用户同时接入使用网络，和量 子时频网络共用物理资源。2.节点之间实现高精度的量子时间同步 实验，并在此基础上完成高精度位置定位应用示范。3.节点之间实 现高精度的量子安全时频同步实验，可以抵御多种不同的中间人 攻击。4.研发窄脉冲纠缠源和低抖动单光子探测器，发射脉宽器件、 探测器单次时间测量抖动达到国际先进水平。5.研发非通信波长和 通信波长的固态存储器，存储的相干时间达到国际先进水平。6. 研发低损耗和高速的量子通信集成器件。 专题二：基于超导量子芯片的专用量子计算机研发（专题编 号：0325 ） - 2 - （一）研究内容。 研发具有应用价值或应用潜质的专用型量子计算机，其可对 特定问题进行有效的求解，展示量子加速优势，计算能力力争突 破经典计算机的极限，解决量子计算机在实用化过程中硬件和软 件方面重大科学问题和技术瓶颈。具体内容包括：1.研制具有自主 知识产权的高性能多比特超导量子芯片，包括量子处理器,量子参 量放大器和长寿命量子存储器等。2.研制量子计算机量子态调控和 读取所需求的高精度仪表测控系统，其具有数模转换功能，模数 转换功能以及基于可编程逻辑门阵列的实时运算和反馈功能。3. 针对特定量子芯片，开发能体现量子加速优势的、面向实用化的 量子算法。4.整合相关软硬件资源，研制出应用型专用量子计算机。 （二）考核指标。 1.固态量子芯片包含不低于50 个量子比特，其平均退相干时 间（弛豫时间）不低于20 微秒。单比特门保真度不低于99.9%， 两比特门保真度不低于 99% 。2. 自主研发的测控仪表为模块式结 构，模拟带宽不低于300MHz，采样率不低于1GS/s，通道数不低 于 100 个。3.开发出2～3 种具有量子加速优势和潜在应用价值的 量子算法。4.在包含50 比特的超导量子芯片上，针对所开发的量 子算法，实现对特定量子多体物理问题的求解，其计算能力力争 超越商用经典计算机。 专题三：电子束曝光机研制（专题编号：0326 ） （一）研究内容。 - 3 - 重点研发应用于量子芯片研制与加工的具有完全自主知识产 权的全系列电子束曝光系统，主要包括：1.以AD/DA 板卡和独立 扫描电子束图形发生器为基础的可