PDF《申报指南 》

10 分钟,具有实 用价值. 资助强度:6000 万元左右/项. 申请方式:竞争择优.

12 专题五:基于半导体光电异质结构的集成量子信息芯片 (专题编号:0329)

(一)研究内容. 研发可编程的半导体量子信息处理芯片,对经典计算机 无法有效解决的重要问题,如材料特性、生化反应、优化问 题、抽样问题等进行有效的模拟和计算.主要包括:1. 研发 具有高性能的半导体异质结量子材料. 2. 研发片上量子信息 处理核心元部件,包括量子光源、量子信息处理线路,并发 展量子现象的时域超快表征技术. 3. 制备有效集成多个量子 元器件的半导体量子信息处理芯片. 4. 以半导体量子信息处 理芯片为平台,对复杂量子过程和现象进行模拟.

(二)考核指标. 1. 发展液滴分子束外延技术, 生长出具有超高对称性的 量子点异质结,单双激子精细结构劈裂小于 5μeV, 并实现 通信波段量子光发射.2. 发展片上高效半导体多光子纠缠 源,光子数≥6.研制基于周期极化铌酸锂微纳薄膜波导的 量子光源,光子对产率大于

107 Hz nm-1 mW-1 .研制铌酸锂波 导移相器,半波电压小于 3V,电光带宽大于 20GHz.发展 皮秒量级量子操控超快过程的测量技术平台. 3. 发展混合集 成量子处理芯片,实现片上集成 III-V 族有源器件,低损硅 基波导器件,高非线性调制器件等,硅基量子线路的传输损

13 耗小于 1dB/cm,不同器件之间光子耦合效率高于 80%,实 现片上

3 个以上半导体量子比特的多体耦合. 4. 发展新型量 子模拟理论与技术,在半导体量子信息处理芯片上对特定的 复杂量子现象与过程(如生化反应、分子能级结构、优化问 题等)进行高精度模拟. 资助强度:6000 万元左右/项. 申请方式:竞争择优. 专题六:基于原子/离子体系的量子精密测量关键技术 (专题编号:0330)

(一)研究内容. 研发具有重要应用价值,灵敏度突破传统测量极限的电 磁场探测设备,实现对微波电场、磁场和微弱力场的超高灵 敏探测,展示量子效应在精密测量中的优势,探索突破传统 测量精度极限的量子测量方法,解决高灵敏度电磁场探测方 面的重大科学问题和技术瓶颈.具体内容包括:1. 研制具有 自主知识产权的超高灵敏度微波电场探测设备,包括 1-500GHz 原子微波电场探测器、原子微波天线和弱场通信 技术等. 2. 研制具有自主知识产权的太赫兹实时成像探测系 统,包括 0.1-10THz 里德堡原子太赫兹电场探测和空间分布 实时成像等. 3. 研制具有自主知识产权的高灵敏度电磁场探 测设备,包括电磁场精密测量所需的冷原子气体真空系统、

14 量子态制备与操控系统、电磁场信号提取与分析系统等.4. 研究冷原子制备、操控及冷原子系统集成相关的关键技术;

研制出实用化原子微波电场探测器样机和冷原子电磁场探 测实验室样机. 5. 发展基于囚禁离子的纳米级超分辨检测技 术,并利用该技术发展对极微弱力场、磁场、电场、加速度、 角速度等物理量进行超高精度测量的小型集成化传感器模 组,研制基于囚禁离子的高精度加速度计和陀螺仪;

研究囚 禁离子在对材料表面环境的运动模式响应规律,离子加热速 率与材料表面态、材料体噪声等因素的关联与变化规律,发 展基于囚禁离子的高灵敏度材料表面检测装置.

(二)考核指标. 1. 1-500GHz 高灵敏度热原子微波天线最小探测电场 1uV/cm, 灵敏度 10uV/cmHz^(0.5);