单量子态的探测及相互作用
量子力学诞生不仅加深了人们对微观世界运动规律的认识，而且极大地推动了现代科学和技术的迅猛发展。但是，迄今人们还不能在单粒子的水平彻底认识在复杂环境中的、具有内部相互作用的多粒子系统的全部量子特性，特别是对单量子态精密检测和相互作用的研究还比较薄弱。这不仅影响了以量子力学为核心的当代物理学的实质性发展，而且也影响了其他学科的跨越式进步。近年来，随着实验精度和技术控制能力的不断提高，人们能够构筑一些新型单量子态体系和复杂的量子结构，并直接探测其量子特性。这方面的研究以及它与信息、材料、能源和化学学科的交叉发展孕育着重大的科学突破。
单量子态，是单光子、单电子、单原子、单分子、凝聚态物质中的准粒子等单粒子系统的量子态，以及多粒子聚集在同一个微观态时所形成的宏观量子态（如玻色-爱因斯坦凝聚态、超导或超流量子态）等。本重大研究计划旨在通过物理、化学等手段制备相关的材料和体系，构筑这样的单粒子量子态和宏观量子态，并直接探测其丰富的量子效应。项目的目标在于理解和掌握量子态的特性及其量子相干过程的基本规律，发展新的量子器件构筑技术和量子探测手段，探索在信息和能源技术中的潜在应用，提升我国在物理、化学、信息等领域基础研究的水平，解决国家重大需求中的一些基础科学与关键技术问题。
一、科学目标
（1）发展制备相关材料和体系的物理、化学方法和技术，构筑高品质量子结构。开拓与发展新的精密测量方法，在单量子态水平上理解有关现象和物理过程的机理。通过对单量子态探测及量子态间相互作用研究，发现若干新奇量子效应。
（2）为量子效应在信息、能源与环境等重大科学问题研究中的应用提供坚实的物理基础，为国民经济的跨越式可持续发展和国家安全提供基础性和前瞻性的科学技术储备。
（3）逐步形成具有国际影响的学派，同时造就出一支高水平的、结构合理的研究队伍，特别是培养一批精于实验科学的优秀青年学者，提升我国实验科学的竞争力和地位。
二、核心科学问题
1．相关材料的物理、化学制备，构筑单量子态体系
2．单量子态体系的特性及其精密探测
3．量子态与环境以及量子态之间的相互作用
4．量子态相互作用的建模与数值计算
三、2012年度受理与资助情况
2012年度共收到33份申请，其中“重点支持项目”14份，“培育项目”13份（其中1项不予受理），“集成项目”6份。经专家评审，分别有 6项“重点支持项目”、5项“培育项目”和4项“集成项目”申请获得资助，总资助经费4 000万元。4个“集成项目”分别属于单光子、超导、拓扑绝缘体和气态单分子领域。
四、2013年度重点资助的研究方向
2013年度是本重大研究计划实施的第5年，前4年共资助“培育项目”47项，“重点支持项目”24项，“集成项目”4项，资助总经费为13 150万元，占总预算87.7%。根据前期资助布局和整体发展的需要，将进入集成创新阶段，“集成项目”将在前期资助的“培育项目”和“重点支持项目”中遴选出优秀项目进行整合。2013年度重点在①单分子光电效应及单分子光子态与电子态；②单自旋量子态的精确测量与操控；③单量子体系的制备与构筑等研究方向上进行项目集成。
对在单量子态精密探测方面提出新原理、新方法、新技术研究，可提出新的项目申请。
2013年度拟安排项目经费约3 000万元。
五、遴选项目原则
（1）立足实验，密切围绕单量子态体系的材料制备与探测的新概念、新方法；
（2）能有力推动国内实验工作发展的理论与模拟；
（3）具有创新学术思想和合理的技术路线；
（4）具有相关研究的基础条件和工作积累；
（5）能够加速重大研究计划总体进展和对认识核心科学问题起重要作用。
六、申请注意事项
（1）申请人在填报申请书前，应认真阅读本《指南》。必须在该重大研究计划2013年度拟资助的研究方向和该计划确定的核心科学问题内进行选题，同时要体现学科交叉研究的特征以及对解决核心科学问题和实现计划总体目标的贡献，明确和突出所申请研究问题的特色，不符合项目指南的申请将不予受理。为避免重复资助，项目申请应注意与科技重大专项、863计划和973计划等国家相关科技计划的区别、关联与侧重。
（2）申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“培育项目”、“重点支持项目”或“集成项目”，附注说明均须选择“单量子态的探测及相互作用”（以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理）。根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码（譬如信息科学领域的项目选择信息科学部的申请代码，化学科学领域的项目选择化学科学部的申请代码，材料科学领域的项目选择工程与材料科学部的申请代码等）。
（3）为加强项目的学术交流，促进项目群的形成和多学科交叉与集成，本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年度学术交流会，并不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。
（4）“集成项目”不计入高级专业技术职务（职称）人员申请和承担项目总数的限制范围，主要参与者必须是“集成项目”的实际贡献者，合计人数不超过9人。
（5）申请书由数理科学部负责受理。 |
