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量子调控与量子信息〞重点专项

2021年度工程申报指南建议

量子调控与量子信息〞重点专项的总体目标是瞄准我国未来信息技术和社会开展的重大需求，围绕量子调控与量子信息领域的重大科学问题和瓶颈技术，开展根底性、战略性和前瞻性探索研究和关键技术攻关，产生一批原创性的具有重要意义和重要国际影响的研究成果，并在假设干方面将研究成果转化为可预期的具有市场价值的产品，为我国在未来的国际战略竞争中抢占核心技术的制高点打下坚实根底。

本专项鼓励和倡导原始创新，并积极推动应用研究，力争在新原理原型器件等方面取得突破，向功能化集成和实用化方向推进。量子调控研究的目标是认识和了解量子世界的根本现象和规律，通过开发新材料、构筑新结构、发现新物态以及施加外场等手段对量子过程进行调控和开发，在关联电子体系、小量子体系、人工带隙体系等重要研究方向上建立突破经典调控极限的全新量子调控技术。量子信息研究的目标是在量子通信的核心技术、材料、器件、工艺等方面突破一系列关键瓶颈，初步具备构建空地一体广域量子通信网络的能力，实现量子相干和量子纠缠的长时间保持和高精度操纵，实现可扩展的量子信息处理，并应用于大尺度的量子计算和量子模拟以及量子精密测量。

量子调控与量子信息〞重点专项将部署6个方面的研究任务：1?关联电子体系；2?小量子体系；3?人工带隙体系；4.量子通信；5.量子计算与模拟；6.量子精密测量。

2021年，量子调控与量子信息重点专项围绕以上主要任

务，共立项支持28个研究工程〔其中青年科学家工程6项〕。根据专项实施方案和“十三五〞期间有关部署， 2021年，量

子调控与量子信息重点专项将围绕关联电子体系、小量子体系、人工带隙体系、量子通信、量子计算与模拟以及量子精密测量等方面继续部署工程， 拟优先支持18个研究方向〔每

个方向拟支持1-2个工程〕。

申报单位针对重要支持方向，面向解决重大科学问题和

突破关键技术进行一体化设计，组织申报工程，每个工程的目标须覆盖全部考核指标。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标，从根底研究到应用研究全链条组织工程。鼓励依托国家实验室、国家重点实验室等重要科研基地组织项目。

工程执行期一般为5年。一般工程下设课题数原那么上不超过4个，每个工程所含单位数控制在 4个以内。

拟支持青年科学家工程不超过 10个，任务总经费不超

过5000万元。青年科学家工程可参考重要支持方向组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制。

关联电子体系

1.1关联量子体系的新效应及调控

研究内容：强关联量子效应及其物理机理和外场调控，包括：铜氧化物及铁基高温超导，强自旋轨道耦合体系及表界面等低维强关联体系中的量子衍生现象。

考核指标：建立基于重正化群思想的多体量子计算方法，开展比热测量、红外光学测量、 NMR测量等针对晶格、

电荷、自旋、轨道的关联量子态表征和多场调控技术，发现一类新的具有奇特量子效应的超导、强自旋轨道耦合或表界面关联电子材料，揭示关联电子体系中多自由度竞争和量子相变的普适规律及其微观机理。

1.2新型二维层状非常规超导体

研究内容：具有二维层状结构的新型非常规超导体及其反常物性和调控机理。

考核指标：设计和构筑具有二维层状结构单元和由不同二维层状结构单元复合构成的〔不同于 CuO2和FeAs/Se结

构单元〕新型非常规超导材料体系，探索拓扑超导体；利用多种量子调控技术获得液氮温区的高温超导电性；揭示其电子结构、普遍存在的反常物性及其机理， 以及在磁场、压力、

载流子和维度等多参量调控下的物理相图及其量子相变。发展固体离子技术调控载流子方法，从而发现新型二维层状超导体家族。

1.3重费米子体系

研究内容：重费米子体系中的演生量子态及其调控。

考核指标：发现一类具有奇异量子性质的新型重费米子材料体系，揭示重费米子态的形成和演化规律以及重费米子超导的序参量及其配对机制；利用高压、磁场、维度等多种调控手段，揭示不同类型量子临界点的多样性和普适性，以及中心对称破缺、自旋轨道耦合对关联电子态的影响。

小量子体系

2.1拓扑磁性结构及其异质结的输运和器件

研究内容：拓扑磁性斯格明子的物理特性及调控，磁性分子、团簇对拓扑材料的物性调控。

考核指标：发现假设干室温稳定的磁性斯格明子等拓扑磁结构；基于磁性分子和团簇构筑新型拓扑磁性异质结；建立拓扑磁性结构的表征技术；说明强磁场条件下拓扑磁结构的自旋动力学和输运规律；构筑 3-5种基于拓扑磁结构的低能

耗存储与逻辑器件原型。

2.2拓扑复合小量子体系中的自旋、电荷调控

研究内容：二维InAs/GaSb拓扑量子材料的生长，拓扑边态的螺旋Luttinger液体性质，以及基于拓扑材料的各种复合小量子体系的新奇量