(项目管理)项目名称基于光与冷原子的量子物理和量子信息首席科学家

量子通信实现“中国领跑”“量子密钥分发已经成功实现商业化，在光纤中已经能做到几百公里，用卫星可以做到上千公里。

”这两项纪录都是由中国科学家创造的，也是中国量子通信领先世界的标志。

文|《中国报道》记者 张利娟采访 | 解读中国工作室量子通信技术被誉为影响人类未来的重大技术之一，成为国际竞争的新热点。

经过20多年的科研攻关，我国在量子通信领域取得了一系列世界领先的创新成果。

从“墨子号”量子卫星成功发射，到量子“京沪干线”正式开通，再到在国际上首次实现的多维度量子隐形传态……虽然在全球量子通信赛道中，中国起步并非最早，但如今已经实现了“弯道超车”。

量子“梦之队”诞生追溯量子通信的起源，需要从爱因斯坦的“幽灵”——量子纠缠的实证说起。

由于人们对纠缠态粒子之间的相互影响一直有所怀疑，几十年来，物理学家一直试图验证这种神奇特性是否真实。

1982年，法国物理学家艾伦·爱斯派克特（Alain Aspect）和他的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在。

此后大量的实验也都证实了爱因斯坦的幽灵——量子力学非定域性的存在。

在验证“爱因斯坦的幽灵”的过程中，人们发展出了对量子系统进行精确调控的技术，从而使得利用量子力学进行全新的信息处理成为可能。

在量子力学理论的基础上，1993年，美国科学家本奈特（C. H. Bennett）和加拿大科学家布拉萨德（G. Brassard）提出了第一个量子密钥分发（量子密码）的协议。

随后，来自不同国家的6位科学家，提出了基于量子纠缠理论，可以将一个粒子的未知量子态传送到遥远地点而不需要传递这个粒子本身，即量子态隐形传送的方案，这就是量子通信的基本应用。

1997年在奥地利蔡林格（A.Zeilinger）教授研究组留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。

这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。

项目名称：基于光场量子态的量子信息研究一、研究内容项目将围绕重大科学研究计划“量子调控”专项中的“基于光场量子态的量子信息研究”的指南内容，瞄准利用光场量子态进行量子信息处理中的关键科学和技术问题，如：稳定可靠的纠缠光源的获得，有效的纠缠光纯化以及光与原子量子接口的实现等开展深入的研究。

从实验上构建稳定可靠、可扩展、易操控的量子信息处理物理系统，以及在原理探讨中加强核心技术的获得。

本项目拟解决的关键科学问题包括：1. 具有实用价值的纠缠态光源的研制：需解决以下关键问题：（1）研制高质量高功率全固态1.5μm/1.3μm 连续单频激光光源、窄线宽连续可调谐钛宝石激光器；（2）降低作为泵浦源的激光器的位相噪声使之达到散粒噪声极限，最大限度克服其对量子纠缠态光场纠缠度的影响；（3）改善反馈控制系统以降低光束间相对位相波动，提高非线性晶体的控温精度，以获得高纠缠度连续变量量子纠缠态光场；（4）当非简并光学参量振荡器运转于阈值以上时，研究解决两个下转换模在光学参量振荡腔内的不平衡损耗；（5）优化基于光纤的纠缠光源的参数，提高纠缠度，并使该系统全光纤化。

2. 多色多组份纠缠态光场产生及量子态传输：需解决以下关键问题：（1）将作为泵浦源的光纤激光器输出噪声降低到散粒噪声极限水平；（2）寻找合适的控制参数，实现量子离物传态以及可控的量子克隆；（3）多色多组份纠缠态在传输和与节点发生相互作用过程中的消相干问题。

3. 量子纠缠纯化和量子接口：需解决以下关键问题：（1）制备非高斯混合纠缠态光场；（2）获得高光学厚度、极低温度的冷原子系综；（3）减小原子退相干效应对量子存储的影响；（4）设计可行的探测系统, 消除杂散光的影响，完成光场量子态信号的探测。

4. 单量子比特（光子或分子）的产生与探测及其在量子信息处理上的应用：需解决以下关键问题：(1) 利用低温超导技术实现微波段光场量子态的制备和表征;(2)实现光通信波段(即波长为1.3μm,1.5μm)和原子吸收线(即波长为780nm,850nm)的快响应时间、高量子效率和低暗计数率的超导单光子测量。

中科大考博辅导班：2019中科大化学与材料科学学院考博难度解析及经验分享中国科学院大学2019年博士研究生招生统一实行网上报名。

报考者须符合《中国科学院大学2019年招收攻读博士学位研究生简章》规定的报考条件。

考生在报考前请联系所报考的研究所(指招收博士生的中科院各研究院、所、中心、园、台、站)或校部相关院系，了解具体的报考规定。

下面是启道考博辅导班整理的关于中国科学技术大学化学与材料科学学院考博相关内容。

一、院系简介化学系成立于1997年，现有无机化学、有机化学、分析化学和应用化学四个学科方向，化学为国家一级重点学科。

现有教职员工共59人，包括教授24人，其中中国科学院院士3人，教育部长江学者4人，国家杰出青年基金获得者6人，副教授22人(包括3名高级工程师)。

诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授和美国化学会前主席R.Breslow教授担任名誉教授，17名国内著名学者受聘担任兼职或客座教授。

目前在校博士生143人，硕士生290人，本科生288人。

化学系本科设化学专业，学制4年。

培养的学生具有坚实的数理化基础、前沿的专业理论知识和精良的计算机操作和化学实验技能。

80%以上的毕业生被国内外著名大学或研究机构录取为研究生，其余学生为各科研机构或公司等聘用。

二、招生信息中国科学技术大学化学与材料科学学院博士招生专业有4个：070200物理学研究方向：1．量子信息．量子光学．冷原子物理．量子光学量子信息物理学．冷原子物理及量子．低维凝聚态物理．低维材料中的电子态结构研究及量子态调控．新型二维半导体的探索及光电性质研究．基于NV色心光磁共振谱的量子测量．纳米光学．量子信息物理学．量子基础．冷原子物理．量子光学．超导物理．强关联电子体系．扫描探针电子能谱学．单分子反应动力学固液界面振动光谱．量子信息物理学．量子基础．电子谱学与电子显微学．计算凝聚态物理．单分子光电子学．纳米光电．量子计算和量子信息．纳米材料与结构制备与表征．纳米物理与纳米器件．单分子高分辨表征．单分子电子态调控．分子光谱．冷原子物理．量子信息．固态量子材料和器件．单光子源、纠缠光子源．超导量子计算机芯片材料．关联电子材料与物理．先进功能薄膜材料与器件．电子结构理论与计算．燃料电池理论与模拟．量子纠缠与非定域性．量子信息与量子通信．量子基础．原子分子物理．原子核物理1．量子计算和量子信息．量子光学和量子物理．低维物理与表面物理．纳米物理与纳米器件．极弱信号测量仪器1．多参量复合量子功能材料与物理．表面和界面新奇量子效应．ThZ近场光学．超材料设计与制备．光电功能材料与器件6．非线性光学与激光．新型能源材料．超材料及敏感技术．量子信息物理学．量子基础．量子光学．原子分子物理．量子计算和量子信息．量子物理基础1．超导材料结构与物性．磁电阻材料．纳微米材料结构与物理070300化学研究方向：．金属纳米材料．纳米催化．辐射化学和顺磁共振应用．磁场下无机合成．纳米药物载体和磁共振对比剂．纳米催化剂与储能材料．电催化．单分子光电子．单分子化学物理．合成化学．电催化学．新能源材料．金属/有机分子联合催化．手性有机小分子催．天然产物的不对称合成．有机化学、不对称催化．生物活性分子合成．单分子反应动力学．STM 物理化学．表面科学与催化．基于配位化学的多孔晶态材料2．无机功能复合材料．多孔复合材料在催化中的应用．理论与计算化学．单分子化学物理．分子光谱．高分子及胶体智能材料．高分子物理中的模拟计算．生物材料1．理论与计算化学．单分子化学物理．分子电子学．高分子物理中的理论计算和计算机模拟．DNA分子机器的设计与应用1．分子光谱．化学反应动力学071000生物学研究方向：．免疫突触的形成．代谢性疾病中炎症的发生机制1．神经可塑性．神经发育与疾病．神经细胞与网络生物物理学．神经生物光电子学前沿技术．真核生物转录及染色质结构调控的分子机制．冷冻电子显微学1．听觉神经生物物理．听觉信息加工1．致病菌表面蛋白的结构和功能．膜蛋白的结构和功能．肺炎链球菌表面蛋白的结构和功能1．肿瘤代谢调控的分子机制．非编码RNA对干细胞命运的调节作用．蛋白质对物理化学因素的响应机制．酶分子改造与应用．斑马鱼、爪蟾神经发育．神经损伤修复与髓鞘重建．生物大分子结构和动力学的计算机模拟．蛋白质设计的理论与实验研究．蛋白质序列－结构关系的生物信息学分析与应用．生物分子网络的建模与功能分析．记忆，衰老和神经退行性疾病1．肿瘤发生发展的分子基础．非编码RNA与肿瘤形成．学习记忆及衰老的神经生物学．神经退行性疾病．脑血管及其疾病的细胞生物学．神经免疫学．中枢神经系统药物发现及生物标记．蛋白质与核酸的核磁共振波谱研究．基因表达调控重要蛋白质复合物的结构与功能．细胞连接重要蛋白质复合物的结构与功能080500材料科学与工程研究方向：．强磁场下材料合成．纳米粒子生物医学应用．催化化学．表面化学．材料化学．自旋相关材料的合成、性能与器件．低维材料制备与性能．光电功能材料与器件．非线性光学与激光．新型能源材料．超材料及敏感技术1．功能材料结构与物理1．高温超导材料．低维磁性材料．半导体薄膜与器件．高转换效率薄膜太阳能电池研究．复杂氧化物异质外延与界面物理．功能氧化物薄膜材料与器件．人工微结构．理论与计算材料学．低维功能材料的设计与模拟．材料物理化学过程．电活性材料（用于智能变色窗，传感器和驱动器）．光电功能材料与器件．新型能源材料三、报考条件（1）中华人民共和国公民；拥护中国共产党的领导，愿意为祖国社会主义现代化建设服务；品德良好，遵纪守法，学风端正，无任何考试作弊、学术剽窃及其它违法违纪行为；（2）身体健康状况符合我校规定的体检要求，心理正常；（3）申请者原则上应来自国内重点院校或所在高校学习专业为重点学科；（4）专业基础好、科研能力强，在某一领域或某些方面有特殊学术专长及突出学术成果；（5）对学术研究有浓厚的兴趣，有较强的创新意识、创新能力和专业能力；（6）申请者的学位必须符合下述条件之一：应届硕士毕业生须在博士入学前取得硕士学位；或已获得硕士或博士学位；在境外获得学位的考生，须凭教育部留学服务中心的认证书报名；（7）具有较强的语言能力，外语（限本单位招生专业目录中公布的语种）水平较高。

项目名称：囚禁离子、原子体系的精密调控及在量子频标上的应用首席科学家：王力军清华大学起止年限：2010年1月-2014年8月依托部门：教育部中国科学院一、研究内容1、高性能的实验平台、可推广技术的建设将主要搭建以下两个基础实验技术平台和提供一套可推广技术：（1）高精度原子钟国家标准、比对平台。

（2）小型化、可搬动的高精度离子频标，用于频标比对。

（3）发展能可靠运行超窄线宽激光稳频技术。

2、离子囚禁技术、精密光谱及应用（1）研究离子囚禁新方法，新技术。

特别是特大离子云的囚禁、冷却方法。

研究各种新物理现象，包括相变的新型光学探测方法。

研究囚禁离子与外界相互作用，以及内外自由度的耦合和调控。

（2）基于镉离子的小型化、激光冷却射频量子频标，用于比对。

（3）开展离子囚禁新方法的理论研究。

3、光晶格锶原子光频标和铯原子喷泉微波频率基准及比对平台（1）研究光晶格囚禁锶原子光频标。

（2）研究铯原子喷泉微波频率基准性能指标提升关键技术。

改造现有NIM5铯原子喷泉钟, 使其频率天稳定度和不确定度均达到(1-2)x10-15，运行率99％。

（3）研究喷泉钟-光钟的溯源比对平台的关键技术。

为本项目研制的光频标提供绝对频率溯源比对参考，争取为未来国际改定秒定义提供基础数据。

4、超窄线宽激光及精密光谱研究（1）研制超窄线宽稳频激光。

为开展光学频率标准研究提供必不可少的激光源，发展能可靠运行的超窄线宽激光稳频技术。

（2）开展光梳精密光谱学的研究。

提高光谱检测灵敏度及分辨率，探索多频窄线宽相干光场同时与原子分子相互作用及相干控制新机理。

（3）开展基于三维光晶格冷原子的精密光谱与精密测量的研究。

用研制的578nm窄线宽激光，研究三维光晶格光钟的理论和实验问题。

研究与三维光晶格光钟相关的物理问题。

(4) 研究超窄线宽光纤精密传输系统，为光频标精密传输和光钟比对研究提供有效的技术路线和手段。

5、囚禁量子体系内外部量子态相互作用原理与调控（1）研究囚禁下粒子体系内外部量子态的耦合。

项目名称：受限空间中光与超冷原子分子量子态的调控及其应用首席科学家：贾锁堂山西大学起止年限：2012.1至2016.8依托部门：山西省科技厅一、关键科学问题及研究内容拟解决的关键科学问题：超冷原子分子作为一种理想的介质已经被广泛用于物质与场的相互作用，原子/分子量子态是精密光谱、量子信息以及超高灵敏测量的重要量子资源。

为实现受限空间中光场与超冷原子分子相互作用所产生的新型量子态的操控与应用，拟解决的关键科学问题如下：1) 在超冷条件下，从单原子到原子系综的量子态（包括纠缠态、相干叠加态、自旋压缩态等）制备和操控的新原理、新方法。

中性原子的冷却及长时间的有效控制；偶极阱中单粒子的高效装载以及在特定环境（如微光学阱、微腔）中单粒子的外态和内态的控制；基于冷原子系综的自旋压缩态制备和应用及量子非破坏性测量；失谐偶极光阱，制备高密度超低温冷原子团；利用量子非破坏性测量并实现冷原子自旋压缩态、冷原子自旋压缩、量子Fisher信息及量子关联。

2) 受限空间中光与原子/分子相互作用（包括强耦合）的物理实现及其新奇量子效应。

微型光学阱和微光学腔的构建和控制的新方法；基于强耦合真空受激拉曼绝热输运过程的量子态的制备；耗散过程对量子态制备和操控的影响以及克服退相干的新途径；极化费米子超流体系、玻色-费米混合体系、组错晶格的相互作用与玻色体系等的新奇量子态; BCS-BEC渡越的物理机制。

3) 超冷极性分子量子气体的高效制备和分子量子态操控的新机制。

超冷极性分子及相干叠加态和纠缠态的制备；利用外场有效调控极性分子之间的偶极—偶极相互作用以及超冷极性分子与单光子的强耦合作用；实现高保真度的量子信息存储以及精密光谱测量。

4）精密光谱、量子计量、量子测量(包括量子非破坏性测量等)和量子信息中的新原理和新技术。

发展基于噪声微扰的新型精密光谱方法，进行原子系统中磁场的精密测量；基于光腔和电磁诱导透明（EIT）联合作用以及冷原子系综的自旋压缩态的制备，实现突破标准量子极限的精密测量，提高量子计量中参数估计的精度；进行超冷极性分子的超高分辨光谱测量，利用分子纠缠态实现量子逻辑门；利用受限空间中光与原子分子强耦合相互作用产生的新型量子态，实现原子的量子寄存、可控单光子源以及量子节点。

量子物理实验技术中的冷原子与玻色爱因斯坦凝聚近年来，量子物理实验技术在科学界引起了广泛关注。

其中，冷原子与玻色-爱因斯坦凝聚（Bose-Einstein Condensate，简称BEC）作为量子物理实验技术中的重要一环，无疑是这一领域里的明星。

在本文中，将探讨冷原子与BEC技术的背景、原理及其在实验上的应用。

一、冷原子与BEC技术的背景冷原子物理学是在20世纪末兴起的一门研究微观物理现象的学科。

它的出现彻底改变了传统物理学中对气体行为的认识。

在常温常压下，气体分子之间会由于热运动而发生碰撞，导致粒子运动具有一定的随机性。

而在冷原子物理学中，科学家们通过降低气体温度将原子冷却到极低温的状态，使原子的热运动减缓，从而消除了粒子间的碰撞。

这种冷却原子的方法主要有激光冷却、退偏激光冷却和磁致冷等。

BEC的概念最早由爱因斯坦和印度物理学家萨蒂亚恒达·纳特·玛克斯韦尔于1924年提出。

BEC是指在极低温度下，当波长较长的玻色子（像光子、声子等）的粒子数密度超过一定临界值时，粒子会趋向于凝聚到相同的量子态，形成一个群体，表现出典型的波动性质。

BEC的产生需要高度冷却的原子气体，使其达到玻色-爱因斯坦凝聚温度，进而使原子凝聚成一个物质波，并且在超低温下出现量子现象。

这种高度集中的粒子群体为科学家研究量子行为提供了绝佳的实验平台。

二、冷原子与BEC技术的原理冷原子与BEC技术的实现依赖于各种冷却方法，其中最为重要的是激光冷却。

激光冷却利用电磁辐射压力对原子施加反向作用力，使原子动能降低，从而冷却原子气体。

随后，通过磁致冷等方法进一步冷却原子，最终达到BEC的临界温度。

在实验中，冷原子与BEC技术的应用主要可以分为三个方面。

首先是研究量子信息和量子计算。

冷原子的波动性和量子态转变使其成为研究量子信息和量子计算的理想系统。

其次是量子仿真和模拟。

由于量子行为的存在，冷原子可以模拟许多经典和量子系统，这在研究固态材料和高能物理问题上具有重要意义。

科学技术部关于聘任《国家重点基础研究发展规划》项目首席科学家及委托项目依托部门的通知文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】1999.12.06•【文号】国科发基字[1999]563号•【施行日期】1999.12.06•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】基础研究与科研基地正文科学技术部关于聘任《国家重点基础研究发展规划》项目首席科学家及委托项目依托部门的通知（国科发基字〔１９９９〕５６３号）国务院有关部委、直属机构，中国人民解放军总后勤部卫生部，中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司，北京市、上海市、山东省、新疆维吾尔自治区科委：根据《国家重点基础研究发展规划项目管理暂行办法》项目首席科学家的任职条件，并经专家顾问组第十四次会议咨询，我部研究决定聘任下列同志为《国家重点基础研究发展规划》项目首席科学家，委托下列部门为项目依托部门：聘任薛勇彪为“水稻重要性状的功能基因组学研究”项目首席科学家，许智宏为该项目顾问，中国科学院为该项目依托部门。

聘任王学臣为“作物抗逆性与水分、养分高效利用的生理和分子基础”项目首席科学家，农业部为该项目依托部门。

聘任曹志洪、周健民为“土壤质量演变规律与持续利用”项目首席科学家，中国科学院为该项目依托部门。

聘任谢庆阁为“重大畜禽疫病病原大分子结构与功能研究”项目首席科学家，农业部为该项目依托部门。

聘任相建海为“海水重要养殖生物病害发生和抗病力的基础研究”项目首席科学家，山东省科委、中国科学院为该项目依托部门。

聘任王洋、谢克昌为“煤热解、气化和高温净化的基础性研究”项目首席科学家，中国科学院、教育部为该项目依托部门。

聘任XXX和、郑楚光为“燃煤污染防治的基础研究”项目首席科学家，教育部为该项目依托部门。

聘任肖云汉为“高效洁净能源－－动力系统及热－－功转换过程内部流动的研究”项目首席科学家，蔡睿贤为该项目顾问，中国科学院为该项目依托部门。

冷原子技术探索量子物理的极限冷原子技术是一种近年来备受关注的物理研究领域，它将量子物理学的研究推向了一个新的高度。

通过降低原子的温度，使其接近绝对零度，冷原子技术为我们探索量子物理的极限提供了新的途径和实验手段。

本文将介绍冷原子技术的基本原理、应用领域以及在量子物理研究中的重要进展。

一、冷原子技术的基本原理冷原子技术的基本原理是利用激光和磁场对原子进行强迫冷却，使其温度接近绝对零度。

冷却原子的方法主要包括“光致冷却”和“磁致冷却”。

光致冷却是利用激光的辐射压力把原子从高能级状态冷却到低能级状态，实现原子的冷却。

磁致冷却则是通过磁场的作用将原子限制在一个特定的区域，在这个区域内通过调节磁场的强度使原子的熵降低，从而实现原子的冷却。

冷却原子后，我们可以通过进一步的操控来研究原子的量子行为。

二、冷原子技术的应用领域冷原子技术在很多领域都有广泛的应用。

首先，在量子信息处理方面，冷原子技术可以用来制备量子比特，并进行量子计算和量子通信的研究。

通过将原子束缚在特定的光学场和磁场中，可以实现对原子的精确控制，从而构建出高效且稳定的量子比特。

其次，在凝聚态物理学中，冷原子技术可以模拟出量子多体系统，帮助我们理解和研究固体材料的性质和行为。

此外，冷原子技术还在原子物理学、光物理学、粒子物理学等领域有广泛的应用，为研究者提供了一个开放的实验平台。

三、冷原子技术在量子物理研究中的进展冷原子技术在量子物理研究中取得了一系列重要的进展。

首先，通过冷原子技术，科学家们实现了玻色-爱因斯坦凝聚态的研究。

玻色-爱因斯坦凝聚态是一种具有特殊量子性质的物质状态，通过冷却原子，使原子的密度达到一定程度，可以实现玻色-爱因斯坦凝聚态的形成。

其次，冷原子技术也被应用于制备超冷分子。

超冷分子是一种冷却到极低温度的分子态，具有很强的凝聚性和相干性，可以用来研究分子的量子行为以及化学反应的量子效应。

最后，冷原子技术还帮助科学家们实现了原子钟的高精度控制，提高了时间测量的精度和稳定性。

二、预期目标本项目的总体目标是实现若干量子通信网络和量子仿真关键器件。

通过系统的研究各个物理体系在实现量子信息过程中的基本物理问题，为量子信息的实用化找到一条切实可行的道路，同时完善现有的实验研究平台，磨炼和造就一支国际先进水平研究队伍。

我们希望在通信波段的量子光源的实现与应用，多光子操控，量子精密测量，网络量子信息过程，光学微腔量子信息器件的加工与操控以及量子仿真的理论与实验等方面作出若干国际领先的有显示度的成果。

五年的预期目标：1. 研制基于量子点发射的通信波段非经典光源原型器件，并利用这些器件进行量子通信网络化、长程化的各种基本问题的研究，如信道的非马尔科夫性、信道的波分复用等。

完成基于量子点中自旋态的量子控制的原理性验证。

2. 完成八光子通信复杂度实验；提高多光子干涉的过程保真度；可能实现逼近或达到海森堡极限的高精度量子测量实验；研制二维网络纠缠光源原型器件，建立一个可用于研究网络量子信息过程的有一定规模的量子网络平台。

3. 掌握基于微纳光学腔的可集成化量子仿真中的核心技术和并实现其中的关键操作，如实现光腔中单量子体与腔模强耦合；实现对光子态或者原子能级态的量子相干操纵；制备由多个光学腔构成的光学腔阵列，并实现其中两个耦合腔体系的相互作用。

4. 在具有可集成性的量子系统芯片式设计和调控，强关联模型的量子仿真和量子奇异相探测以及在基于量子信息的算法研究、量子相变和量子纠缠的理论方面获得若干重要的进展。

我们预期在国际高水平杂志上发表论文100篇以上，培养博士生30名左右。

三、研究方案一、研究方案本项目将利用光子及光子与固态物质相互作用过程，拟在量子通信网络和量子仿真的关键性技术上取得突破。

在量子信息物理实现方面，各种物理体系具有不同特点。

不同的量子比特系统相对于不同的量子信息实现过程具有不同的长处和不足，如光学有利于量子信息传播；固态系统有利于器件的集成和信息的定域化存储；而在高品质的微腔中光与原子的相互作用有利于实现量子信息的操纵。

项目名称： 量子通信与量子信息技术 首席科学家： 郭光灿 中国科技大学起止年限： 2004 年 6 月 至 2006 年 8 月 依托部门： 中国科学院 教育部一、研究内容和课题设置1.项目计划任务书原定内容 (1)量子密码及其实用化研究 实现光纤量子密码（点对点）有各种不同方案。

本项目将采用其 中最可行的两种方案即“即插即用量子密钥分配”和“不等臂 M-Z 干 涉仪” ，建立相应的实验系统以及发送-接收装置，研究实际光纤和环 境对量子密钥传送性能的影响并找出克服办法。

为摆脱在红外单光子 计数器这个关键性器件受制于西方国家的被动局面， 本项目将探索研 制红外单光子计数器的途径，并开展相关实验研究，研制成功这个器 件并提高其探测效率，争取达到实际可用的水平。

(2)基于量子纠缠的量子密码研究 以量子纠缠作为通道传送量子密码，既可实现点对点的密钥分 配，又可实现新型网络密码。

本项目将研究利用波导增强的参量下转 换过程研制高亮度纠缠光源，研制提高可见光单光子探测器的效率， 开展利用双光子和三光子纠缠态实现远程量子密码的实验研究， 研究 远程的纠缠态交换，提出网络量子密码的新方案，并在实验上演示成功，为今后网络量子密码实用化研究打下扎实基础。

（3）量子通信网络的单元技术研究 量子通信可以采用光子或光场（连续变量）作为量子信息载体， 本项目将研究这两种不同途径的量子通信基础问题。

纠缠光子源是量子通信网络的核心， 实用量子通信网络需要高亮 度的纠缠光子源，每秒发送 10 对纠缠光子。

本项目将研究提高纠缠 光子源的途径，包括周性期性非线性介质、波导增强以及新型高效非 线性材料。

争取亮度达到每秒 10 -10 对。

基于高亮度纠缠光子源，在实验上研究对纠缠态的各种操纵，研 究消相干对纠缠态的影响及其克服办法， 在实验上实现量子通信的若 干关键技术，包括：三光子纠缠态的制备、量子隐形传态、量子密集 编码、纠缠态的转化、纠缠纯化和浓缩、量子克隆等。

国家自然科学基金委化学科学部重大项目指南
国家自然科学基金委员会化学科学部是负责支持和推动我国化学科学研究的专门部门。

重大项目是该部门的一类重点支持项目，旨在推动我国化学科学领域的前沿研究和创新。

以下是国家自然科学基金委员会化学科学部重大项目的主要指南：
1. 项目范围：化学科学领域的基础研究、前沿探索和创新性成果。

重点支持具有重大科学意义和创新性的研究项目，包括基础理论研究、应用基础研究、交叉学科研究和高技术领域研究等。

2. 项目类型：可以是课题组合项目，也可以是单个独立项目。

组合项目需要由项目负责人牵头组织，负责主持整体项目，并协调各个子课题的研究进展。

3. 项目期限：一般为3-5年，根据具体研究任务的复杂程度和科研进展的需要来确定。

4. 项目经费：根据项目的科研任务、规模和团队成员等因素综合评估，经费支持相对较高，可以满足项目的科研需求。

5. 项目申报流程：具体申报流程根据国家自然科学基金委员会的相关规定执行，一般包括项目立项申请、中期检查、结题报告等环节。

6. 申报条件：项目负责人应具有较高的科学研究水平和创新能力，并具备相关研究方向的经验和理论基础。

同时，项目组成
员应具备相应的科研能力和团队合作精神。

7. 项目评审：项目申报经过专家评审和学术委员会评审等环节，评选出具有重大科学意义和创新性的优秀项目。

8. 项目进展和管理：项目负责人需按照项目计划和科研任务进行实施和管理，及时向国家自然科学基金委员会提交中期和结题报告，确保项目进展顺利和科研成果的产出。

以上是国家自然科学基金委员会化学科学部重大项目的主要指南，具体申报和管理细则可根据该部门的相关规定执行。

国家自然科学基金委员会关于发布精密测量物理重大研究计划项目指南的通告正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 国家自然科学基金委员会关于发布精密测量物理重大研究计划项目指南的通告国家自然科学基金重大研究计划遵循“有限目标、稳定支持、集成升华、跨越发展”的总体思路，围绕国民经济、社会发展和科学前沿中的重大战略需求，重点支持我国具有基础和优势的优先发展领域。

重大研究计划以专家顶层设计引导和科技人员自由选题申请相结合的方式，凝聚优势力量，形成具有相对统一目标或方向的项目群，通过相对稳定和较高强度的支持，积极促进学科交叉，培养创新人才，实现若干重点领域或重要方向的跨越发展，提升我国基础研究创新能力，为国民经济和社会发展提供科学支撑。

国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）现公布精密测量物理重大研究计划2013年度项目指南（见附件）。

一、申请条件本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件：1.具有承担基础研究课题的经历；2.具有高级专业技术职务（职称）；正在博士后站内从事研究、正在攻读研究生学位以及《国家自然科学基金条例》第十条第二款所列的科学技术人员不得申请。

二、限项规定1.具有高级专业技术职务（职称）的人员，申请或参与申请本次发布的重大研究计划项目与正在承担（包括负责人和主要参与者）以下类型项目合计限为3项：面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目（不包括集成项目和指导专家组调研项目）、联合基金项目（指同一名称联合基金项目）、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目（申请时不限项）、国际（地区）合作研究项目（特殊说明的除外）、科学仪器基础研究专款项目、国家重大科研仪器设备研制专项（自由申请项目）、优秀国家重点实验室研究专项项目，以及资助期限超过1年的委主任基金项目和科学部主任基金项目等。

高性能科学计算的基础算法与可计算建模本重大研究计划以实际需求为牵引，从基础研究入手，加强科学计算领域的重要基础科学问题研究，设计高效基础算法，建立满足实际精度要求的可计算模型，提高利用计算机解决科学与工程问题的能力，为前沿科学研究和国家重大需求提供进一步的科学计算支撑，有力地促进科学计算硬件、软件协调发展，促进数学与其他学科的交叉融合，推动科学计算乃至科学技术的跨越发展。

一、科学目标围绕基础算法与可计算建模这一主线，开展科学计算的共性高效算法、基于机理与数据的可计算建模和问题驱动的高性能计算与算法评价研究，推动我国高性能科学计算的发展，为解决科学前沿和国家需求中的瓶颈提供关键的数值模拟技术和方法支撑。

二、核心科学问题1. 数值计算的共性高效算法（1）微分方程高效高精度的格式构造与分析（2）复杂数据处理的快速方法（3）不确定与复杂目标函数的优化方法2. 基于机理与数据的可计算建模（1）典型物理模型的耦合与分析（2）超高维数据的稀疏表达（3）机理与数据的混合建模3. 问题驱动的高性能计算与算法评价（1）多物理过程耦合条件下的数值模拟与算法评价（2）基于数据提取和分析的计算与算法评价（3）模型和数据互补的计算与算法评价三、2015年度重点资助的研究方向2015年度是本重大研究计划受理项目申请的第5年，根据前期资助布局和整体发展的需要，将进入集成升华阶段，主要以“集成项目”和少量“重点支持项目”予以资助。

“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，为重大研究计划后期的总体集成服务。

与下面公布的重点资助方向关系不紧密的项目申请将不予支持。

2015年度总经费约2 000万元。

重点支持项目（资助期限为3年，资助强度约300万元/项）气候预测资料同化的数学方法研究主要研究内容：针对气候预测等典型的初值问题，发展资料同化方案中的高效数学优化方法，建立新型同化方案，突破现有资料同化方案维数高、计算量巨大或样本代表性差等瓶颈，缓解背景误差协方差低估和与流依赖有关的一些关键数学问题，使之能够高效同化多源观测数据；利用新的同化方案在气候预测重大应用问题上得到验证。

冷原子与冷分子研究现状与趋势于笑潇;杨涛;王兵;吴根【期刊名称】《科技中国》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】3页(P4-6)【作者】于笑潇;杨涛;王兵;吴根【作者单位】科技部高技术研究发展中心;西北大学;西安交通大学;科技部高技术研究发展中心【正文语种】中文冷原子与冷分子对于研究量子信息、量子模拟、精密测量，以及探索量子新奇物态都具有重要的科学意义。

本报告对国内外冷原子与冷分子研究现状与趋势进行了梳理分析。

一、关于冷原子与冷分子1.定义与特点量子物理学奠定了现代文明的科学基础，量子调控与量子信息研究是当代物质科学与信息技术发展的重要前沿，冷原子与冷分子技术是量子调控和量子信息研究的强有力工具。

当原子被冷却到很低温度时，基本不需要考虑热激发；同时又处在超高真空中，可以避免外界影响，其物理性质的探测手段（光、电、磁）也很丰富多样。

这些优良特性使得冷原子可以在量子物理研究的很多问题上大展身手，如量子模拟、量子精密测量、基本物理定律的验证、量子计算、原子光谱学应用、量子信息以及探索量子新奇物态等。

除了可以冷却中性原子，人们还可以加工原子之间的相互作用。

当原子碰撞时，它们有可能结合形成分子，形成的分子与自由态的原子相比可能有着不同的能量。

这开启了研究超冷化学的可行性，为研究复杂多体问题铺平了道路。

通过激光制冷等途径达至亚毫开尔文温度的冷原子和冷分子体系，既具有显著的宏观量子相干性，又可以通过Feshbach共振、光晶格、人造规范场等调控技术，令该体系具有高度灵活的人工精确可操控性。

美国和法国的物理学家Steven Chu、Claude Cohen-Tannoudji、William D.Phillips由于在发展激光冷却原子技术中的杰出贡献获1997年诺贝尔物理学奖。

2.作用和意义冷原子和冷分子体系是目前实验科学领域非常活跃的学科，已经成为实现量子调控和量子技术的重要载体和应用资源，实验的发展推动了冷原子物理的理论研究和相关应用，促进了量子模拟和量子操控等领域的发展，在量子存储和探测方面有重要应用。

项目简介及完成人对项目主要贡献汇总材料C项目简介及完成人对项目主要贡献汇总材料一、C-C 偶联反应的合成方法学及其在杂环衍生化中的应用研究1、项目简介本项目针对国际药物合成中所涉及的有机合成方法学问题，围绕C-C键、C-杂原子键的构筑等有机合成方法学开展了系统、深入的研究，取得了突出的成绩。

用简单易得的原料为C-O, C-N，C-S，C-C 键的构建提供了新合成方法。

主要研究内容、科学发现点包括：1. 首次实现了过渡金属催化3，4-二氢嘧啶硫酮与炔烃及羧酸亚铜盐的脱硫偶联/酰化/水合串联反应一步实现了C-C和C-N键的有效构建。

发展了Pd催化下磺酸嘧啶酯与苯硼酸、端炔、苯酚及苯胺的C-C、C-O及C-N交叉偶联反应。

2. 发现并扩展了三对溴苯胺自由基正离子六氯锑酸盐(TBPA+.)引发的甘氨酸类衍生物的sp3C-H键的催化氧化反应，以及甘氨酸类化合物与苯乙烯类衍生物的氧化-[4+2]环加成串联反应。

3. 首次实现了酰胺、多聚甲醛与苯乙烯等的三组分反应构建烯丙基胺骨架结构，为烯丙基胺结构的构筑提供了有益的合成方法。

4. 开展了廉价金属盐CuSO4-5H2O/NaAsc催化的Ullmann型C-N偶联反应。

5. 实现了生物质催化转化制备高附加值有机化学品的有效方法。

本项目自2009年1月至2013年7月共发表论文52篇，其中SCI 化学二区论文8篇（其中包括Org. Lett. 2篇，Adv. Synth. Catal. 4篇，J. Org. Chem. 2篇），SCI三区论文（包括Org. Biomol. Chem.; Tetrahedron; Tetrahedron Lett.; Eur. J. Org. Chem.; Synlett等）17篇；获得厅局级二、三等奖各1项；授权中国发明专利1项，申请3项。

其中5篇代表性论文Org. Lett. 2012, 14, 4030–4033；Org. Lett. 2010, 12, 732-735；Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 891-900；Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 1911–1916；Adv. Synt.Catal. 2012, 354, 2939-2948论文被Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed.,等国际重要刊物他人正面引用54次，平均每篇5.4次，单篇最高他引27次。