各有關單位：

國家自然科學基金委員會現發布高精度量子操控與探測重大研究計劃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。

高精度量子操控與探測重大研究計劃2025年度項目指南

高精度量子操控與探測重大研究計劃面向發展量子科技的國家重大戰略需求，針對量子信息科學及其與各領域交叉研究面臨的關鍵科學問題和技術挑戰，發展新原理、新方法，探索可持續發展的技術路線，加強我國量子科技基礎研究和人才培養，推動我國搶占量子科技國際競爭制高點。

一、科學目標

聚焦高精度量子操控與探測技術及應用，發展量子增強的新原理、新方法，推動精密測量技術進步；突破量子系統的操控與探測在高精度、高復雜度和可擴展性等方面的技術挑戰，為量子信息科學發展提供支持；充分發揮量子平臺和工具的優越性，突破經典技術探測極限，促進量子信息科學與其他領域的交叉融合。進一步提升我國量子科技基礎研究的原始創新能力，為實現我國量子科技自立自強提供支撐。

二、核心科學問題

本重大研究計劃圍繞以下三個核心科學問題開展研究：

（一）量子增強的新原理和新方法。

圍繞當前發展較為成熟或極有潛力的精密測量技術，建立和發展有效提高測量精度和靈敏度等指標的量子操控與探測新原理、新方法。

（二）量子信息科學進一步發展需要的高精度量子操控與探測技術。

突破量子操控與探測在精度、復雜度以及可擴展性等多方面技術挑戰，發展量子模擬、量子計算、空間量子技術等量子信息科學領域所需的高精度量子操控與探測技術。

（三）超越經典技術的量子操控與探測技術的應用。

發展有望超越經典技術探測極限的量子精密測量技術，并在物理學、天文學、化學、生命科學、地球科學和材料科學等領域實現應用示范。

三、2025年度資助研究方向

（一）培育項目。

圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，擬以培育項目的方式資助探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好的申請項目，優先支持但不限于以下方向的理論和實驗研究：

1. 量子增強的新原理和新方法。

在光子和原子等量子體系產生用于實現測量精度增強的量子態，發展超越標準量子極限的量子精密測量新原理、新方法、新系統，在測量精度上實現具有應用意義的量子增益。

2. 量子信息技術中的高精度量子操控與探測。

聚焦光子、冷原子、冷分子、囚禁離子以及人造量子比特等量子體系，發展面向大規模、高復雜度的量子模擬和量子計算以及遠距離、實用化量子通信等的量子操控與探測關鍵技術和新理論新方案。

3. 超越經典技術的量子操控與探測技術。

發展超越經典技術探測極限且具有應用價值的量子精密測量關鍵技術和新方案，推動量子操控與探測技術在基礎物理檢驗、超越標準模型的新物理、天文觀測、化學、生命科學、地球科學和材料科學等領域的應用研究。

（二）重點支持項目。

圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引，擬以重點支持項目的方式資助前期研究成果積累較好、在理論和關鍵技術研發上能發揮推動作用、具備交叉應用基礎或前景的申請項目，優先支持但不限于以下方向的理論和實驗研究：

1. 光和原子體系非經典態的制備和操控。

制備高壓縮度的非經典態，包括相位壓縮態、偏振壓縮態、正交分量壓縮態、數壓縮態、迪克態、自旋壓縮態等，發展不同類型非經典態在相位、位移、偏振等各種物理量精密測量中的應用，演示超過10 dB的測量精度量子增益。

2. 多參數聯合量子測量技術與應用。

揭示量子噪聲對多參數聯合測量精度的影響以及抵御方法，研制基于多種物理體系的集成化量子增強測量裝置，有效提高多參數聯合測量靈敏度，在高靈敏度電磁場探測、高精度光頻標等應用場景下，突破標準量子極限，實現超過5 dB的多參數聯合測量精度量子增益。

3. 基于超冷原子的新型光晶格調控技術。

發展基于超冷原子的新型光晶格調控技術。實現不同類型光晶格（比如三角、六角、籠目光晶格等）以及雙層扭轉光晶格，發展光晶格體系中周期性調制、無序、規范場等多個維度的調控和小于500 nm格點分辨的高分辨原位探測技術，超冷原子通過光晶格調控實現多個新奇量子物態（關聯絕緣體、非常規超導、量子反常霍爾效應、強關聯誘導的拓撲性等）以及原子數大于100的量子糾纏態。

4. 量子糾錯的新方法。

針對現有量子糾錯技術操控要求高、資源消耗大的問題，探索可擴展且能夠顯著節約比特資源的通用邏輯門方案；發展糾錯循環過程中的錯誤表征新技術，并提出相應的錯誤緩解策略；研發精確高效的解碼算法，提供支持實時解碼的具體實現方案；發展準確評估量子糾錯資源的工具，并提出針對主要損耗的優化方法；實驗驗證多個邏輯比特的通用邏輯門操作，提出可行的規模化路線，支撐量子糾錯技術的持續進步。

5. 大規模無缺陷中性原子陣列制備和操控。

針對研究容錯量子計算需要操縱大規模物理比特的需求，發展產生和操縱大規模無缺陷中性原子陣列的技術。利用原子躍遷特性，選擇合適的原子平臺，實現萬原子規模隨機填充的光鑷陣列，并利用人工智能技術解決傳統原子重排算法中重排時間隨陣列規模線性增加的問題，在100 ms內生成10000個原子的無缺陷中性原子陣列；同時，實現單比特量子門保真度大于99.9%，兩比特門保真度大于99.5%，讀取保真度大于99.5%，發展低串擾輔助比特和數據比特門操作以及線路中非破壞讀取技術，為容錯量子計算構建一個可操縱性高的萬原子規模實驗平臺。

6. 核光鐘關鍵技術。

探索229Th離子摻雜能力的調控機制，研究摻229Th晶體的輻射缺陷和真空紫外光譜性能，研發綜合性能優良的新型摻229Th氟化物晶體，晶體透過率大于50% (1mm厚度，@148.4 nm)，229Th濃度大于1×1016 cm-3，229Th離子分凝系數達到1；揭示深紫外非線性光學晶體紫外近邊吸收機理，提出降低其非本征吸收技術方案，研制高純高透過高效深紫外倍頻晶體(dij > d36 (KDP))，有效提高晶體深紫外波段透過率（大于10%@148.4 nm），發展深紫外波段相位匹配技術，設計與研制深紫外倍頻輸出高轉換效率相關器件，實現148.4 nm深紫外激光輸出。

7. 面向新物理探索的量子測量技術。

針對超越粒子物理標準模型的新物理探測需求，發展量子精密測量技術。例如實現精度達到10-28 e?cm量級的原子固有電偶極矩（EDM）測量；實現能量分辨率達到10-24 eV?Hz-1/2量級的贗磁信號測量；實現對質量在10-5 eV量級的類軸子粒子傳播的自旋相關相互作用探測精度提升達2個數量級以上。

8. 量子測量在慣性、引力測量和引力波天文觀測等方面的應用。

針對量子引力、時空特性、極端物質狀態等前沿科學問題研究需求，發展基于原子干涉、原子自旋等的量子精密測量方法和技術。實現10-10 g量級水平重力加速度和慣性精密測量，提高地球定向參數和地球引力勢等的自主測量能力；實現10-7 os-1Hz-1/2量級靈敏度的慣性角速度測量，驗證原子自旋慣性導航精度潛力，開展量子慣性導航系統及應用研究，提高無人系統、智能控制等自主定位導航能力。

9. 量子精密測量在遙感技術中的應用。

發展高精度光頻梳、高效低噪聲單光子探測、超寬譜光電轉換等技術，在單光子弱信號的高效和高增益探測，對大氣的多種組分、層析風場和溫度反演，地貌跨介質高精度單光子測繪，亞毫米精度海平面快速測量，高精度非視域單光子成像，高速運動星間高精度測距和時鐘同步，超遠距離星地鏈路的光頻梳多要素遙感等方面，突破經典遙感技術在探測距離、精度和靈敏度方面的瓶頸，助力生態環境監測等實際應用。

10. 量子精密測量在極弱磁場測量中的應用。

面向弱磁計量測試、人體功能信息成像、磁異常探測、資源勘探、生命科學等方面的應用，發展靈敏度達到aTHz-1/2量級的超高靈敏極弱磁場測量裝置、靈敏度達到亞fTHz-1/2量級的微小型近零磁和地磁計量測試原子磁強計及芯片化原子磁強計；面向生物體系微觀電磁通路特性解析，發展溶液條件下實現單蛋白質分辨的多模態極弱電流-磁場調控與測量裝置。

四、項目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學問題，鼓勵原創性、基礎性和交叉性的前沿探索。

（二）優先資助能夠解決高精度量子操控與探測中的基礎科學難題或在相關領域具有應用前景的研究項目。

（三）重點支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累，對總體科學目標有直接貢獻與支撐。

五、2025年度資助計劃

擬資助培育項目25項，直接費用資助強度約為80萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日－2028年12月31日”；擬資助重點支持項目10項，直接費用資助強度約為300萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日－2029年12月31日”。

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3月1日－2025年3月15日16時。

（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，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核心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”，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附注說明選擇“高精度量子操控與探測”，受理代碼選擇T01，根據申請的具體研究內容選擇不超過5個申請代碼。培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個。

（4）申請人在申請書起始部分應明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向，以及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。

2. 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3月15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，并在線提交本單位項目申請清單。

3. 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1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。

（四）咨詢方式。

交叉科學部交叉科學一處

聯系電話：010-6232 8382

學校科技處計劃項目科聯系方式：8830 2962，likeky@nwu.edu.cn

科技處

2025年1月27日