關於發佈上海市2024年度量子科學領域基礎研究項目申報指南的通知

關於發佈上海市2024年度

“科技創新行動計劃”量子科學領域基礎研究項目

申報指南的通知

滬科指南〔2024〕26號

各有關單位：

爲深入實施創新驅動發展戰略，加快建設具有全球影響力的科技創新中心，根據《上海市建設具有全球影響力的科技創新中心“十四五”規劃》，上海市科學技術委員會特發佈2024年度“科技創新行動計劃”量子科學領域基礎研究項目申報指南。

一、徵集範圍

專題一、拓撲量子計算

方向1：基於馬約拉納體系的拓撲量子計算研究

研究目標：構築面向拓撲量子計算的新型馬約拉納體系，揭示其物理特徵和外場響應規律，提出拓撲量子比特製備方案。

研究內容：揭示分段費米麪對材料的物態調控規律並構築馬約拉納體系，揭示多重馬約拉納態在外場下的響應特徵以及相互作用規律，製備具有高轉變溫度和易調控的新型拓撲超導體，提出基於上述新型馬約拉納體系的拓撲量子比特製備方案。

執行期限：2025年1月1日至2027年12月31日。

經費額度：非定額資助，擬支持不超過1個項目，每項資助額度不超過500萬元。

方向2：面向拓撲量子計算的分數量子霍爾物態研究

研究目標：面向拓撲量子計算，研究莫爾超晶格等新型低維量子體系中分數量子（反常)霍爾態等關聯拓撲物態，探索拓撲超導和可用於拓撲量子計算的非阿貝爾分數拓撲物態。

研究內容：製備高質量二維材料輸運器件，研究其拓撲平帶中的分數量子反常霍爾效應及其他關聯拓撲量子物態,尋找適用於拓撲量子計算的非阿貝爾分數拓撲物態；探索二維材料及其莫爾超晶格中的拓撲超導及其在拓撲量子計算中的應用；發展量子多體計算方法，預測二維量子材料中可用於拓撲量子計算的分數拓撲態。

方向3：拓撲量子物態與拓撲量子計算的理論研究

研究目標：發展與拓撲量子計算相關的拓撲量子物態理論，探索利用新的拓撲量子物態進行量子計算的新方案。

研究內容：研究拓撲量子物態新理論，發展利用拓撲激發、拓撲表面態等新的拓撲物態進行量子計算的方案；研究拓撲量子計算容錯能力和糾錯方案，發展適用於拓撲量子物態的量子糾錯碼和量子計算算法。

執行期限：2025年1月1日至2027年12月31日。

經費額度：定額資助，擬支持不超過2個項目，每項資助額度150萬元。

專題二、新型量子算法

方向1：高維偏微分方程量子求解算法研究

研究目標：面向高維常微分和偏微分方程的求解，構造既適用於量子比特也適用於連續變量的量子模擬算法和數字化量子電路算法，獲得相比於經典算法的指數級量子優勢。

研究內容：構造量子模擬方法求解一般自洽的線性常微分和偏微分方程，建立具有重要科學和工程應用背景的非線性常微分和偏微分方程在高維空間中的等價線性表示，構造具有量子優勢的量子算法用於求解流體力學、動力學、分子動力學等方程並實驗實現。

執行期限：2025年1月1日至2027年12月31日。

經費額度：定額資助，擬支持不超過1個項目，每項資助額度200萬元。

方向2：量子儲層計算算法研究

研究目標：發展量子儲層計算架構並開發典型應用，在有特定價值的機器學習任務中獲得預測準確度的顯著提升，在中性原子實驗體系中展示量子計算優勢的前景。

研究內容：基於量子動力學的量子模擬，構建量子儲層計算的架構和算法並應用於複雜網絡動力學、混沌序列、隨機過程預測、金融市場分析等任務，在原子數大於104個的超冷費米氣體中實現量子儲層計算算法，獲得實現顯著量子計算優勢所需要的實驗參數。

方向3：量子機器學習算法研究

研究目標：構建新型量子機器學習架構和方法，探索在圖像識別、量子態甄別、量子糾纏判定等問題中的應用，發展適用於含噪聲量子器件的可行方案。

研究內容：研究量子機器學習的量子線路訓練複雜度、非線性表達能力和量子計算加速，提出新架構、新理論、新方法，構建適用於超導量子比特、中性原子、離子阱等系統的方案，用於圖像識別、量子態甄別、量子糾纏判定等任務，分析量子機器學習實現量子優勢所需要的量子比特數目和線路深度等硬件指標需求。

方向4：有限溫量子模擬算法研究

研究目標：面向量子化學、量子磁性、自旋玻璃等強相互作用的量子多體物理體系設計有限溫量子模擬的數字化量子算法，用以求解有限溫相變和結合能計算。

研究內容：發展適用於含噪聲量子計算硬件的數字化量子模擬算法，計算自由能、熱力學熵、比熱等，研究有限溫相變、量子臨界行爲、化學反應速率等，研究算法的量子計算複雜度，分析獲得顯著量子加速所需要的硬件指標，包括量子比特數目、量子門保真度、線路深度等。

方向5：隨機量子測量理論研究

研究目標：基於隨機量子測量理論構造刻畫大中型量子體系數學結構的新方法，發展驗證量子糾纏和量子優勢的新理論，提高量子特性刻畫、驗證和量子算法實現的效率。

研究內容：發展基於隨機測量的量子驗證和陰影估計等高效量子刻畫與驗證方法。建立隨機測量的基本理論，理清隨機測量方法的效率極限。構造刻畫與驗證高維體系量子關聯的高效方法，表徵量子計算、量子模擬、量子網絡等系統中的量子糾纏特性。面向超導、冷原子、離子阱和量子光學等實驗平臺構造噪聲魯棒的高效量子測量理論，提升量子算法的實現效率。

專題三、量子調控研究

方向1：連續變量簇態光量子計算研究

研究目標：基於連續變量簇態構建高容量量子光源、量子邏輯門和糾錯技術，發展可擴展、容錯和通用的連續變量光量子計算體系。

研究內容：利用光場多自由度構建高糾纏容量的連續變量量子光源，實現多組份連續變量糾纏態。研究高精度相位控制，實驗演示兩種以上確定性量子邏輯門。探索連續變量簇態光量子計算路線的擴展性、容錯性和通用性方面的新原理和新機制。

方向2：物質波與高維量子態的高速激光操控研究

研究目標：面向容錯量子計算與量子增強精密測量的發展需求，實現原子內態多能級自旋與集體自旋的聯合量子壓縮，解決旋量物質波和高維量子態的高精度操控和低頻噪聲容錯兩大難題。

研究內容：（1）研究高速脈衝容錯操控的單量子比特調製和高精度原子干涉，拓展聲光等新型高效激光調製手段，發展任意波形矢量光脈衝高維量子態的高保真度製備和操控方法；（2）研究原子系綜的內態自旋壓縮和集體自旋壓縮的聯合操控，發展對探測噪聲具有魯棒性的新型量子增強測量方法。

方向3：玻色子與費米子關聯的量子物態和量子干涉研究

研究目標：研究玻色子-費米子強耦合量子系統的新奇物理規律和多體數值方法，發展超越現有測量體系靈敏度的光與原子聯合體系干涉測量新方法與操控新機理。

研究內容：（1）研究真空腔中真空量子漲落和電子關聯以及兩者交互作用產生的新奇物理規律，發展相關量子多體系統的理論方法和數值算法。（2）拓展光-原子耦合體系的尺度和維度，研究量子干涉測量的新原理與量子操控的新方法，實現靈敏度超越並開拓其在相關領域的應用。

二、申報要求

除滿足前述相應條件外，還須遵循以下要求：

1.項目申報單位應當是註冊在本市的法人或非法人組織，具有組織項目實施的相應能力。

2.對於申請人在以往市級財政資金或其他機構（如科技部、國家自然科學基金等）資助項目基礎上提出的新項目，應明確闡述二者的異同、繼承與發展關係。

3.所有申報單位和項目參與人應遵守科研誠信管理要求，項目負責人應承諾所提交材料真實性，申報單位應當對申請人的申請資格負責，並對申請材料的真實性和完整性進行審覈，不得提交有涉密內容的項目申請。

4.申報項目若提出迴避專家申請的，須在提交項目可行性方案的同時，上傳由申報單位出具公函提出迴避專家名單與理由。

5.所有申報單位和項目參與人應遵守科技倫理準則。擬開展的科技活動應進行科技倫理風險評估，涉及科技部《科技倫理審查辦法（試行）（國科發監〔2023〕167號）第二條所列範圍科技活動的，應按要求進行科技倫理審查並提供相應的科技倫理審查批准材料。

6.已作爲項目負責人承擔市科委科技計劃在研項目2項及以上者，不得作爲項目負責人申報。

7.項目經費預算編制應當真實、合理，符合市科委科技計劃項目經費管理的有關要求。

8.專題一、專題二、以及專題三之方向1，各研究方向同一單位限報1項。專題三之方向2、3，每項研究內容同一單位限報1項。

三、申報方式

1.項目申報採用網上申報方式，無需送交紙質材料。申請人通過“中國上海”門戶網站（http://www.sh.gov.cn）--政務服務--點擊“上海市財政科技投入信息管理平臺”進入申報頁面，或者直接通過域名https://czkj.sheic.org.cn/進入申報頁面：

【初次填寫】使用“一網通辦”登錄（如尚未註冊賬號，請先轉入“一網通辦”註冊賬號頁面完成註冊），進入申報指南頁面，點擊相應的指南專題，進行項目申報；

【繼續填寫】使用“一網通辦”登錄後，繼續該項目的填報。

有關操作可參閱在線幫助。

2.項目網上填報起始時間爲2024年9月27日9:00，截止時間（含申報單位網上審覈提交）爲2024年10月21日16:30。

四、評審方式

採用一輪通訊評審方式。

五、諮詢電話

上海市科學技術委員會

2024年9月19日

特別聲明：本文經上觀新聞客戶端的“上觀號”入駐單位授權發佈，僅代表該入駐單位觀點，“上觀新聞”僅爲信息發佈平臺，如您認爲發佈內容侵犯您的相關權益，請聯繫刪除!