4量子調(diào)控與量子信息重點專項某年項目申報指引(文件)
【正文】 子學原型器件。 新型磁性材料、磁結(jié)構(gòu)和自旋電子學 研究內(nèi)容。 受限和外場下小量子體系 研究內(nèi)容?；诠庾幽軒c帶隙調(diào)控的新材料和新器件。考核指標：建立高品質(zhì)因子微腔的制備方法以及與量子態(tài)的可控耦合技術(shù)；闡明微腔與各種量子態(tài)相互作用的調(diào)控機理、方法和技術(shù)，揭示強耦合導(dǎo)致的新穎效應(yīng)和腔量子電動學效應(yīng)；建立微腔與各種量子態(tài)的高效耦合和調(diào)控新技術(shù)，制備新原理器件。 基于超冷原子氣體的量子模擬 研究內(nèi)容。為各類量子霍爾態(tài)和 majorana 費米子等新奇量子態(tài)在拓撲量子信息與量子計算方面的應(yīng)用奠定 基礎(chǔ)。探究和優(yōu)化擁有長量子相干 特性的半導(dǎo)體量子比特材料體系（如空穴載流子材料、無核自旋材料等）、編碼方式（如新型準平行能級、電荷比特、自旋比特等）和調(diào)控機理；構(gòu)造可集成的基本量子邏輯單元庫；構(gòu)建多量子比特擴展的基本架構(gòu)，探索與半導(dǎo)體系統(tǒng)兼容的飛行量子比特，實現(xiàn)半導(dǎo)體量子比特長程耦合，獲得量子數(shù)據(jù)總線模型，為大規(guī)模集成化半導(dǎo)體量子芯片的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。自主設(shè)計、制備并 測試包含 20 個以上的超導(dǎo)量子比特的芯片；獲得超過 20 微秒以上的退相干時間和 %以上的邏輯門操作保真度；實現(xiàn)超導(dǎo)量子比特與長壽命量子存儲體系的量子接口和多種物理體系的混合系統(tǒng)，通過光學、微波等手段實現(xiàn)全方位調(diào)控；通過多個超導(dǎo)比特的糾纏操縱進行高復(fù)雜度的量子模擬實驗；通過超越量子容錯閾值的量子邏輯門和量子糾錯實現(xiàn)可容錯的量子計算。在離子實驗系統(tǒng)中相干控制 15— 20 個量子比特，實現(xiàn)多比特量子糾纏和量子算法 演示；將單比特量子邏輯門保真度提高到 %以上，雙比特量子邏輯門保真度提高到 99%，超越容錯量子計算的閾值要求；將單離子量子比特的相干時間提高到 1000 秒；發(fā)展刀片離子阱以及新型更容易擴展集成的離子阱的制備技術(shù)與加工工藝，實現(xiàn)不同種離子的混合囚禁系統(tǒng)，以延長相干時間和量子邏輯門保真度。實現(xiàn)新型光子與原子量子態(tài)源，獲得突破傳統(tǒng)測量技 術(shù)極限的新型量子精密測量技術(shù)，實現(xiàn)新型原子干涉儀、光子 — 原子混合量子干涉儀、冷原子干涉儀，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動和重力的高精度測量。
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