单量子态的探测及相互作用

  本重大研究计划旨在通过物理、化学等手段制备相关的新奇材料和人工体系,构筑单粒子量子态和宏观量子态,并探测相关的量子效应。探索量子态的特性和量子过程的基本规律,发展量子器件构筑技术和量子特性的探测手段,探索单量子态技术在信息和能源技术中的潜在应用,以提升我国在物理、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

  发展制备相关材料和体系的物理、化学方法和技术,构筑能充分展示量子效应的物理结构和体系,发展新的精密测量方法,在单量子态水平上理解和揭示有关现象和过程的机理。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,为其在信息处理和能源环境等重大技术的应用中奠定坚实的物理基础。

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、2013年度受理与资助情况

  2013年度共收到22份申请,其中“重点支持项目”3份、“培育项目”6份、“集成项目”7份、“延续资助项目”6份。经专家评审,分别有 2项“重点支持项目”、1项“培育项目”、5项“集成项目”和6项“延续资助项目”申请获得资助,总资助经费2 800万元。

四、2014年度重点资助研究方向

  2014年度是本重大研究计划实施的第6年,拟安排项目经费约2 500万元,经费全部用于项目的集成和延续资助。对单个项目做得好的进行延续资助,对集成项目做得好的进行追加经费,对有突破苗头的项目进行重点扶持。

  1.集成项目

  集成对象:

  (1)本重大研究计划已资助项目;

  (2)本重大研究计划指导专家组推荐项目(申请材料中应包含至少2位专家组成员的推荐信)。

  本年度重点集成方向:

  (1)拓扑量子态的制备和探测

  利用拓扑绝缘体和超导体的复合结构探索产生拓扑超导态,并形成和操控Majorana费米子;利用电场、磁场和表面/界面工程等手段调控拓扑绝缘体表面态和分数量子霍尔态。

  (2)原子系统单量子态操纵与退相干机制

  探索原子(离子)系统单量子态制备和相干操控的物理机制,研究环境导致原子体系单量子态退相干及其克服方案。

  (3)宏观量子态的探测、调控和高压状态下的变化规律

  研究宏观量子体系的尺寸、界面及其压力效应,探索和发现宏观量子态特别是在量子临界点附近单粒子激发的性质和规律。

  (4)半导体纳米线中的电子纠缠与红外单光子探测

  研究电子纠缠特性及其操控方法,理解纠缠量子态的基本规律。探索设计具备上转换功能的半导体结构,发展红外光子精密测量新途径。

  2.培育项目(延续资助)

  培育项目(延续资助)申请人应为本重大研究计划2014、2015年底结题的培育项目和重点支持项目负责人。

五、申请注意事项

  (1)申请人应当认真阅读本《指南》,不符合《指南》的申请项目不予受理。

  (2)根据安排,本重大研究计划2014年度只接收集成和培育项目(延续资助)申请。

  (3)2014年度本重大研究计划拟资助集成项目4项左右,平均资助强度为400万~500万元/项,资助期限为3年;培育项目(延续资助)平均资助强度为50万~60万元/项,资助期限为2年。

  (4)集成项目应突出有限目标和重点突破,明确对实现研究计划总体目标和解决核心科学问题的贡献。申请书内容应体现如下几个方面:① 在集成方向相关领域近期取得的主要进展;② 通过集成拟重点突破的研究内容、拟达到的研究目标或技术指标;③ 为实现总体科学目标和多学科集成的需要,申请人应承诺在研究材料、基础数据和实验平台上的共享。

  培育项目(延续资助)是在已资助项目基础上为促进深入研究而采取的一种资助方式。申请书要着重阐明进一步研究的内容和预期成果。

  (5)申请书中的资助类别应选择“重大研究计划”,申请集成项目的,亚类说明选择 “集成项目”,附注说明选择“单量子态的探测及相互作用”, 根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码;申请延续资助的,亚类说明选择“培育项目”,附注说明选择“单量子态的探测及相互作用”,在项目申请书正文中用黑体标出“申请延续资助”字样。以上选择(书写)不准确或未选择(书写)的项目申请将不予受理。

  (6)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。

  (7)“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。培育项目(延续资助)两年期的计入限项范围。

  (8)申请书由数理科学部负责受理。

编辑委员会
主  任:高瑞平
副 主 任:孟宪平 郑永和
委  员:冯 锋 汲培文 梁文平 冯雪莲 柴育成
     车成卫 张兆田 高自友 董尔丹 马新南
责任编辑:王丽汴 谢焕瑛
版权所有:国家自然科学基金委员会 京ICP备05002826号 文保网安备1101080035号
Copyright 2005 NSFC, All Right Reserved