2026_年度广东省量子科学战略专项指南_27页_1mb
报告摘要
2026 年度广东省量子科学战略专项指南总结
核心内容
广东省量子科学战略专项旨在聚焦量子科学前沿领域，围绕国家重大战略需求，推动原始创新与核心技术突破。专项涵盖量子物态与新量子效应、量子计算、量子精密测量和量子传感、以及其他量子科技领域，支持重大、重点和一般类项目，鼓励粤港澳大湾区内高校、科研机构与企业联合申报，打造具有国际竞争力的量子科技战略力量。
主要观点
- 专项强调基础研究与技术应用并重，推动量子科技向实用化、智能化、产品化方向发展。
- 项目设置注重多学科交叉融合，特别是在人工智能、材料科学、光学、电子学、低温物理等领域。
- 项目分类明确，资助强度与执行周期根据研究难度和目标设定差异。
- 强调“一国两制”下的科教融合与资源协同，助力粤港澳大湾区建设高水平人才高地。
专题一：量子物态与新量子效应
重大项目（共2项）
A-1：低维非常规超导量子材料与器件的构筑
研究内容：
聚焦范德瓦尔斯超晶格、铜基/镍基氧化物、二硫族化合物及笼目超导等体系，利用AI模型预测材料结构与生长参数，指导制备高质量单晶与薄膜。探索有限动量配对、手性超导等新奇物态，研制超导纳米环、约瑟夫森结及一维量子器件，为拓扑量子计算奠定基础。
关键指标：
- 构建包含4类模型的AI设计平台，预测至少20种新型超导材料；
- 实现至少一种超晶格块材临界磁场超过5倍泡利极限；
- 制备1-2种新型拓扑超导薄膜，构筑5个以上一维量子器件；
- 获得高迁移率单晶（RRR>50，量子迁移率>3500 cm²/Vs）；
- 实现干净极限超导体的上临界场各向异性比 γH>50。
A-2：非常规磁体的设计、表征与器件
研究内容：
构建理论-计算-实验-数据融合体系，发展AI赋能的材料筛选系统，探索二维磁性材料的自旋极化量子态，开发自旋存储和逻辑原型器件，研究拓扑磁子物态与非线性动力学调控。
关键指标：
- 完善自旋空间群理论，设计不少于4种磁性新体系；
- 支持4组元及以上体系智能筛选计算样品量≥2×10⁶；
- 获得6类以上新型量子材料；
- 实验验证自旋存储和逻辑原型器件；
- 制备磁振子输运器件原型，实现磁振子各向异性输运与耦合效应的观测；
- 设计磁子结等自旋电子器件原型，探索低功耗量子器件应用潜力。
一般项目
鼓励围绕量子物态基础研究与新型功能器件的协同突破，探索低功耗拓扑量子器件设计与构筑，发展基于量子几何框架的新奇物理效应及其调控规律，推动量子科技在多个领域的应用验证。
专题二：量子计算
重大项目（共7项）
B-1：面向固态量子计算的量子人工智能（QAI）算法及应用研究
研究内容：
构建QAI辅助量子计算方案，优化器件设计、反馈控制、测量及纠错技术，探索量子电路与学习网络结合的新范式。
关键指标：
- 设计芯片实现多量子比特闭环反馈纠错优化算法；
- 开发量子线路编译框架，实现高级量子算法的高效分解；
- 实现基于生成对抗网络或扩散模型的量子生成式AI；
- 提出基于量子电路构建神经网络的QAI新方案，应用于组合优化、分子对接等领域。
B-2：容错量子计算研究
研究内容：
研究马约拉纳零能模器件的表征与测控，围绕量子纠错编码、译码与超导量子测控开展关键技术研究。
关键指标：
- 制备多个端点具有马约拉纳零能模的器件；
- 实现低温、强磁场下宇称信号的读取；
- 表征拓扑量子比特寿命与噪声抑制；
- 构建具有自容错性质的量子纠错码，实现高保真量子门与读取操作。
B-3：可扩展分布式超导量子计算研究
研究内容：
研究低损耗、多通道的超导量子芯片互联方案，实现量子信息在模块间的高效传输与高保真度跨芯片逻辑门。
关键指标：
- 量子比特T1中位数≥50 μs，T2中位数≥20 μs；
- 跨模块量子态传输保真度≥99%；
- 实现不少于6个模块互联，测控信号抖动≤40fs，通道协同误差≤10ps；
- 多制冷机数据协同速率≥100Gb/s，芯片群组工作温度≤4K。
B-4：基于中性原子阵列的大规模量子计算
研究内容：
实现大规模中性原子阵列，解决光镊阵列的高效装载与操控问题，研究高保真度量子门。
关键指标：
- 原子阵列量子比特数>1000；
- 清晰观测与表征里德堡阻塞效应；
- 单比特门保真度≥99%，两比特门≥98%。
B-5：基于离子或冷原子的量子计算系统
研究内容：
研究离子或冷原子体系的小型化与芯片化，开发低噪声表面离子阱芯片，实现高保真度量子逻辑门。
关键指标：
- 稳定囚禁不少于32个离子，平均囚禁时间>2小时；
- 片上逻辑门保真度≥99%；
- 波导传输损耗≤1.5dB/cm，输出效率>10%；
- 演示异质封装后光电集成芯片的功能。
B-6：基于半导体量子系统的量子计算和量子模拟研究
研究内容：
发展外延量子点与半导体微腔强耦合技术，研究自旋-轨道耦合效应，构建拓扑量子态，实现高亮度发射与量子干涉特性。
关键指标：
- 单量子点与光学拓扑态精确对准，位置精度≤15nm；
- 实现拓扑量子光源 Purcell 增强≥5，光子纯度≥95%；
- 研制电光一体化的固态自旋计算原型芯片。
B-7：电路量子声学动力学（cQAD）研究
研究内容：
构建片上微纳声学集成架构，实现超导量子比特与GHz频段声学谐振器的强耦合，提高量子态传输保真度。
关键指标：
- 片上声波谐振器品质因子突破10000；
- 超导量子比特-声子耦合强度达MHz量级；
- 量子比特传输保真度高于60%。
重点项目（共1项）
B-8：AI驱动的量子材料探索与多维度表征
研究内容：
构建AI驱动的全链条研究范式，实现二维材料及单晶的智能闭环制备，发展综合极端条件下的表征技术。
关键指标：
- 构建AI驱动的材料生长自动化闭环系统；
- 实现4英寸级高质量单晶与对称性破缺二维材料的可预测制备；
- 建立包含1万条以上数据的材料生长与物性数据库；
- 实现综合极端条件（静水压≥20 GPa，磁场≥14 T，温度≤50 mK）下的原位中子衍射与非线性输运协同测量。
一般项目
鼓励自由探索与跨学科研究，推动新型量子比特系统、多体纠缠态、混合计算架构等方向的创新发展，支持量子计算与人工智能的交叉应用。
专题三：量子精密测量与量子传感
重大项目（共1项）
C-1：高灵敏度量子磁传感器技术
研究内容：
研制基于自由感应衰减原理的高灵敏度原子磁力仪，实现宽量程、高精度、小型化与国产替代。
关键指标：
- 灵敏度≥8pT/Hz¹/²，采样率≥400Hz；
- 测量范围3000nT-100000nT，轴向误差±3nT；
- 磁场梯度≥20000nT/m，探头体积30×30×50mm；
- 功耗≤5W（稳态），≤6.5W（启动）。
重点项目（共4项）
C-2：基于纳米金刚石量子传感的一体化芯片技术在流变体系的应用
研究内容：
开发纳米金刚石量子传感与微流控技术融合的芯片，实现生物体系内非平衡扩散与相变动力学的原位监测。
关键指标：
- 实现亚纳米至亚埃级探针尺寸，空间分辨率≤1Å；
- 多模式关联测量（三维平动、转动、温度）；
- 液滴内三维平动追踪速度≥100μm/s，扩散系数检测上限≥3μm²/s；
- 重构残差因子<6%，三维原子定位均方根偏差≤20pm；
- 构建五类典型铁性材料的三维结构-宏观性能定量映射模型。
C-3：基于里德堡原子时间晶体的量子锁相放大技术研究
研究内容：
利用时间晶体的长寿命时间有序性，构建相干时间达百毫秒的量子锁相放大器，实现高灵敏微波电场探测。
关键指标：
- 实验获得百毫秒量级相干时间的时间晶体态；
- 在GHz频段演示微波电场测量，灵敏度优于5nV/cm/Hz⁻¹/²；
- 相较于传统方案提升两个数量级。
C-4：基于光钟的跨海高程基准统一关键技术与应用示范
研究内容：
开展光钟频移效应与光纤传输技术研究，实现高精度跨海高程差测定，融合卫星重力与GNSS数据。
关键指标：
- 光钟不确定度优于4×10⁻¹⁸；
- 跨海高程差测定精度优于5cm；
- 实现跨海时间频率传递，不确定度≤10⁻¹⁸。
C-5：非马尔可夫环境下的时变信号量子传感理论研究
研究内容：
发展非马尔可夫环境下波形量子传感理论，突破无记忆模型在灵敏度、时间分辨率和长期稳定性方面的限制。
关键指标：
- 建立非马尔可夫环境下波形量子估计的统一理论；
- 提出可实验实施的记忆感知型传感策略；
- 在原子钟、导航、时变场探测等平台验证；
- 相较于无记忆方案显著降低估计误差。
一般项目
鼓励围绕量子精密测量与量子模拟开展前沿研究，推动量子传感器与探测技术在生物医学、工业无损检测、深地勘探等领域的应用验证，发展超高时空分辨光学测量方法与参数可调的莫尔晶格结构。
专题四：其他领域
重大项目（共4项）
D-1：基于超快激光与双电子探测器的关联电子结构探测仪
研究内容：
研制超快激光与双电子探测器结合的关联电子结构探测仪，实现复杂材料中电子关联态的直接观测与操控。
关键指标：
- 探测腔真空度<2×10⁻¹⁰ mbar；
- 激光脉宽<600fs，重复频率≥1MHz；
- 深紫外激光能量分辨率<30meV，双电子分析器能量分辨率<4meV；
- 时间分辨率<1ns。
D-2：高分辨电子能量损失谱仪（EELS）
研究内容：
研制与AC-TEM结合的高分辨率EELS系统，实现原子级空间映射与高分辨率能量损失谱分析。
关键指标：
- 空间分辨率≤1Å，电子动能范围60-200keV；
- EELS能量分辨率≤20meV@60keV，≤100meV@200keV。
D-3：微波腔内超冷分子系综的调控与强关联物态研究
研究内容：
发展与超高真空腔体匹配的微波腔，实现分子间相互作用的调控与稳定超冷分子系综的制备。
关键指标：
- 微波腔模与分子转动能级共振，调节范围≥500MHz；
- 制备寿命可观测的d波分子气体，实现直接成像探测；
- 获得d波相互作用诱导的非常规超流或新奇量子相的关键实验证据。
D-4：基于超表面和拓扑微腔的量子光源产生与调控
研究内容：
研究非线性超表面与拓扑微腔的量子纠缠光源产生机制，实现多自由度联合制备。
关键指标：
- 制备百纳米尺寸厚度量子纠缠光源超表面芯片；
- 实验证明基于对称性的量子纠缠态调控；
- 近红外纠缠光子探测速率>1MHz，符合偶然计数比>10⁵；
- 开发片上量子态层析技术，验证多维超纠缠特性。
重点项目（共8项）
D-5：铁性量子材料亚原子尺度三维电场成像设备与算法研制
研究内容：
研发原位多场耦合三维重构系统，实现铁性材料相转变演化行为的实时监控与三维原子重构。
关键指标：
- 宽温域控制（室温至1200°C），温度准确性≥95%；
- 三维数据集采集电子束剂量<3×10⁵e⁻/Ų；
- 磁光阱装载率≥10⁷个原子/s，原子温度<10μK；
- 构建原子级非平衡态演化表征算法，实现三维原子定位精度提升50%。
D-6：新型多功能扫描探针显微镜插杆研发
研究内容：
开发支持多种探针模组的模块化插杆系统，兼容STM/AFM、Multi-probe、QTM、Scanning SQUID等，提升实验效率与通用性。
关键指标：
- 兼容STM、AFM、Multi-probe、QTM、Scanning SQUID；
- 支持室温至液氦温区使用，最低温度≤5K；
- 兼容强磁场（≥9T）与特殊实验环境（真空、超高真空）。
D-7：超冷原子-离子混合体系中新型极化子研究
研究内容：
研究电荷跳跃主导的量子输运问题，探索电荷极化子与离子扩散的相互作用机制。
关键指标：
- 建立完整的电荷跳跃极化子理论框架；
- 磁光阱装载率≥10⁷原子/s，原子温度<10μK；
- 离子温度控制<10μK，剩余电场<100μV/cm。
D-8：高分波相互作用量子气体的制备与物性研究
研究内容：
构建基于K-41原子的量子模拟平台，研究d波相互作用下的能谱特征与超流相变。
关键指标：
- 实现d波形状共振参数的高精度测量与调控；
- 制备寿命可观测的d波分子气体；
- 获取d波相互作用诱导的非常规超流或新奇量子相的关键实验证据。
D-9：半导体激子-极化激元强耦合体系的调控与器件应用
研究内容：
研究有机及高分子半导体材料，开发室温低阈值、超快响应的光电器件，探索激子极化激元的自旋调控特性。
关键指标：
- 制备具有大跃迁偶极矩、密堆积特性的半导体材料；
- 激子极化激元光电器件满足EQE≥30%、D*≥10¹² Jones、响应速度≤1μs；
- 开发可见与近红外电致发光二极管，实现高亮度与低电压驱动。
D-10：室温强耦合量子比特规模化集成制备与测量
研究内容：
突破局域表面等离激元模和辐射子在室温下的耗散限制，实现室温强耦合单量子态的可重复制备与操控。
关键指标：
- 室温下局域表面等离激元模线宽<2nm，辐射子线宽<1nm；
- 量子态制备成功率>80%；
- 光谱劈裂偏差<1%；
- 演示室温单量子比特操控与多量子比特集成。
D-11：纳腔光子与物质相互调控及光电器件集成研究
研究内容：
制备低损耗纳米微腔，研究其与激子、声子等的相互作用，实现非线性效应与暗激子辐射增强。
关键指标：
- 制备3种低损耗纳腔结构（Q>1000，V<200nm³）；
- 纳腔阵列良率≥70%；
- 光谱Rabi劈裂>150meV；
- 暗激子辐射增强>20万倍，实现辐射谷编码；
- 非线性频率转换效率增强>10⁵倍。
D-12：电泵浦高性能单光子光源芯片研究
研究内容：
研制基于片上集成的间接共振电泵浦量子点单光子源芯片，实现高相干性与高效率的单光子发射。
关键指标：
- 实现可调谐超短脉冲激光器与微腔量子点的单片集成；
- 验证间接电泵浦下的共振/准共振激发机制；
- 脉冲宽度<10ps，驱动电流<10mA；
- 光子提取效率>80%，单光子纯度>99%。
一般项目
鼓励原始创新与跨学科研究，支持极低温测控、深紫外/太赫兹精密光谱、高精度材料制备等前沿装置研发，推动量子科技产品化、集成化与实用化发展。同时支持量子光源、量子调控与量子芯片等方向的探索性研究，构建新型量子器件与系统。
关键信息汇总
- 项目分类：分为重大、重点与一般类，资助强度与执行周期不同；
- 研究方向：覆盖量子物态、量子计算、量子精密测量与传感、及其他前沿领域；
- 技术重点：强调AI驱动、材料可控制备、多场调控、量子器件集成与量子态调控；
- 指标要求：涵盖材料性能、器件精度、量子态保真度、系统稳定性与测量分辨率等；
- 应用领域：涉及拓扑量子计算、量子通信、生物医学、工业检测、深地勘探等；
- 国产化目标：推动关键设备与技术的国产替代与自主可控。
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