量子科技揭榜掛帥任務榜單

附件1量子科技揭榜掛帥任務榜單一、核心基礎(chǔ)（一）量子多進程測控揭榜任務：面向量子計算測控系統(tǒng)的低信號延時、快速反饋與實時糾錯能力等需求，創(chuàng)新量子控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，研發(fā)支持量子比特擴展和量子進程級并行的底層微架構(gòu)，構(gòu)建支持高效量子比特利用的量子多進程測控系統(tǒng)，突破現(xiàn)有量子計算測控系統(tǒng)在可擴展性和效率方面的瓶頸。預期目標：到2026年，構(gòu)建支持至少1000量子比特規(guī)模的量子計算測控系統(tǒng)，基于測量結(jié)果的反饋控制延時小于1μs。支持至少5個量子任務的異步并行執(zhí)行，量子計算任務執(zhí)行效率較現(xiàn)有單進程模式提升至少4倍。提升量子比特利用和任務調(diào)度效率，助力大規(guī)模量子計算應用性能優(yōu)化。（二）量子糾錯編碼揭榜任務：面向量子邏輯比特制備和操控等需求，研發(fā)量子計算糾錯編碼關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)，實現(xiàn)量子線路執(zhí)行中的實時量子態(tài)部分測量、量子態(tài)轉(zhuǎn)移及反饋控制，支持主流量子糾錯編碼硬件實現(xiàn)，提升量子計算系統(tǒng)處理復雜計算任務能力。預期目標：到2026年，在主流技術(shù)路線量子計算原型機系統(tǒng)中實現(xiàn)至少一種糾錯編碼和邏輯量子比特操控，完成高保真度量子邏輯門實驗演示。表面碼方案實現(xiàn)碼距≥5的量子糾錯及單比特邏輯門操作，或者顏色碼方案完成碼距≥3的量子糾錯及單比特邏輯門操作。（三）抗量子計算密碼通用芯片架構(gòu)揭榜任務：圍繞抗量子計算密碼中算法特性、數(shù)據(jù)處理邏輯、側(cè)信道攻擊防護等需求，研究基于格/模格上的容錯學習問題和容錯學習加密算法的側(cè)信道攻擊防護技術(shù)，突破共性高效運算模塊等抗量子計算密碼底層關(guān)鍵技術(shù)。完成適用于抗量子計算密碼范式的格/模格密碼通用芯片架構(gòu)設(shè)計。預期目標：到2026年，突破基于自主可控IP的抗量子密碼芯片關(guān)鍵技術(shù)，原型芯片實現(xiàn)40nm及以下工藝平臺驗證；支持格、哈希、編碼、同源等主流抗量子計算密碼路徑基礎(chǔ)運算，可通過軟件算法庫與硬件原型芯片的協(xié)同實現(xiàn)10種以上抗量子密碼算法的構(gòu)造，簽名性能不低于200次/秒。二、重點產(chǎn)品（一）大冷量稀釋制冷機揭榜任務：面向大規(guī)模超導量子計算對更大冷量、更大空間稀釋制冷機的迫切需求，攻克稀釋制冷機脈管制冷、熱開關(guān)、極低溫燒結(jié)換熱、恒溫器、氣體處理系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、器件有效互聯(lián)及高效率熱交換等技術(shù)難點，研制下一代大冷量、大功率、可互聯(lián)稀釋制冷機，提供保障數(shù)百到上千比特超導量子芯片運行的極低溫環(huán)境。預期目標：到2026年，研制滿足容納超過1000量子比特的大冷量、可互聯(lián)稀釋制冷機，可裝載線纜數(shù)≥4000條，混合室冷盤面積≥1.6㎡；穩(wěn)定實現(xiàn)空載最低溫≤12mk，空載100mk制冷功率≥3000μW；多臺設(shè)備互聯(lián)門接口溫區(qū)從mK級到300K全覆蓋。（二）可編程光量子處理芯片揭榜任務：面向?qū)嵱没饬孔佑嬎愕拇笠?guī)模擴展需求，研究能解決具體實際問題的專用及通用光量子芯片。開展大規(guī)模片上綜合集成技術(shù)研究，基于鈮酸鋰基、硅基、III-V族、氮化硅等多種非線性量子材料體系，研發(fā)混合異質(zhì)集成、高效頻率轉(zhuǎn)換、低損耗傳輸、高速信號讀取、器件干擾隔離等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)芯片上高速光量子態(tài)調(diào)控和超低時間抖動單光子探測。預期目標：到2026年，實現(xiàn)兩種或兩種以上材料的異質(zhì)集成。制備出高性能器件單元，單端耦合損耗≤2dB，片上干涉儀消光比≥30dB，調(diào)制速率≥10GHz。實現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)的單光子以及多光子制備操縱單元，集成器件數(shù)≥30，單比特門保真度≥0.95，兩比特門保真度≥0.9。（三）多體系算力量子操作系統(tǒng)揭榜任務：面向多體系量子計算機融合計算需求，研發(fā)適配多技術(shù)路線的量子操作系統(tǒng)。研發(fā)量子異構(gòu)算力資源管理系統(tǒng)、基于量子計算任務特征驅(qū)動的量子異構(gòu)算力調(diào)度系統(tǒng)、含噪聲的中型量子計算任務高效編譯與執(zhí)行系統(tǒng)、面向量子異構(gòu)算力的分布式量子計算和量子多線程異步并行計算方法。預期目標：到2026年，支持不少于4種體系量子計算機，適配≥2000量子比特的量子計算算力，每秒電路層操作數(shù)CLOPS≥50000；實現(xiàn)大規(guī)模量子線路的超高速編譯，100個量子比特、50000層深度線路的編譯時間≤1s；實現(xiàn)同時調(diào)用至少3種量子異構(gòu)算力，并行執(zhí)行量子計算任務數(shù)≥5。（四）量子絕對重力儀揭榜任務：面向高時空分辨地球物理絕對重力網(wǎng)場景，突破低噪聲高功率拉曼激光制備、低噪聲原子干涉信號探測、寬頻段振動抑制和補償技術(shù)，研制小型集成化、光纖化的量子絕對重力儀，在地震監(jiān)測、地質(zhì)測繪等領(lǐng)域聯(lián)合相關(guān)機構(gòu)開展重力組網(wǎng)連續(xù)觀測及流動重力勘查示范應用，獲取區(qū)域性重力時變信息。預期目標：到2026年，研制量子絕對重力儀產(chǎn)品可支持定點連續(xù)和流動重力測量應用。室內(nèi)測量靈敏度≤15μGal/Hz1/2，定點測量誤差≤2μGal，30天連續(xù)運行率≥98%且連續(xù)運行零點漂移≤3μGal。產(chǎn)品體積≤0.25m3，流動測量誤差≤10μGal，部署時間≤2小時。（五）碳監(jiān)測光量子雷達揭榜任務：面向雙碳戰(zhàn)略中的碳排放和碳計量及遠距離管網(wǎng)泄漏檢測的應用需求，開展甲烷、二氧化碳氣體紅外單光子差分吸收算法、紅外高效率量子探測器高效率低后脈沖優(yōu)化及甲烷、二氧化碳光量子雷達集成技術(shù)等方面的研究，突破高速雙波長切換光纖窄線寬激光器技術(shù)、超穩(wěn)光頻穩(wěn)頻技術(shù)、紅外高效低噪的量子探測技術(shù)，實現(xiàn)遠距離甲烷、二氧化碳氣體濃度分布式監(jiān)測的光量子雷達設(shè)備。預期目標：到2026年，研發(fā)基于1654nm單臺雙路吸收的甲烷、二氧化碳遙感光量子雷達，系統(tǒng)常規(guī)探測半徑不低于2km，距離分辨率不高于60米，時間分辨率優(yōu)于60s，單點的甲烷、二氧化碳濃度測量精度優(yōu)于5ppm，在工業(yè)園區(qū)等場景通過長期外場濃度監(jiān)測測試。（六）芯片級分子時鐘揭榜任務：面向定位導航授時、通信基站、航空航天、低空組網(wǎng)、水下分布式探測等領(lǐng)域電子設(shè)備對高精度、高穩(wěn)定、適合大規(guī)模部署的新型時鐘應用需求，開展多類型分子旋轉(zhuǎn)譜物理特性、長穩(wěn)與短穩(wěn)協(xié)同、新型芯片級分子時鐘架構(gòu)等核心技術(shù)研究，提升新一代芯片級分子時鐘性能，突破芯片級分子鐘批量制造工程和核心工藝技術(shù)，解決現(xiàn)有高精度時鐘成本昂貴、可靠性差等問題。預期目標：到2026年，完成芯片級分子時鐘規(guī)?；a(chǎn)。時鐘頻率穩(wěn)定性≤1×10-11@103s，重量≤0.2kg，冷啟動時間≤20s，具備綜合性能優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，在定位導航授時、通信基站、航空航天或低空組網(wǎng)等典型場景中完成驗證。三、公共支撐（一）量子計算云平臺通用架構(gòu)設(shè)計揭榜任務：面向量子計算算法研究、應用探索、用戶服務等場景，突破量子計算資源動態(tài)管理調(diào)度、多模態(tài)數(shù)據(jù)高效融合、多源異構(gòu)計算架構(gòu)設(shè)計與協(xié)同優(yōu)化、邊云協(xié)同計算實時管控等關(guān)鍵技術(shù)，形成量子計算云平臺通用技術(shù)方案，實現(xiàn)超導、離子阱、光量子、中性原子等多種體系量子計算系統(tǒng)在云平臺的集成納管和高效服務。預期目標：到2026年，量子計算云平臺可支持超導、離子阱、光量子、中性原子等技術(shù)體系量子計算系統(tǒng)納管和服務，系統(tǒng)最大規(guī)?！?00量子比特。研制量子計算云平臺架構(gòu)、接口、中間件等技術(shù)標準草案。量子計算云平臺每月運行計算任務執(zhí)行的量子線路數(shù)大于2萬條。（二）量子計算基準測試公共服務平臺揭榜任務：面向量子計算基準測評與產(chǎn)品服務測試驗證場景，開展量子計算測評體系研究、多源平臺綜合接入、軟硬件接口適配，自動化測試用例開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建量子計算測評驗證公共服務平臺，支持不同硬件技術(shù)體系、編程框架、應用軟件、中間件和云平臺等技術(shù)、產(chǎn)品和平臺服務測試驗證。預期目標：到2026年，量子計算基準測試公共服務平臺實現(xiàn)多云平臺接入與實時監(jiān)測。形成1套至少包含20個基準指標的量子計算基準測試工具集，實現(xiàn)比特級、線路級、系統(tǒng)級、應用算法級系統(tǒng)性能基準測試，應用算法測試場景和用例數(shù)量≥10個。形成量子計算相關(guān)標準草案。（三）分布式量子密鑰資源池揭榜任務：面向量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡和密碼服務系統(tǒng)的融合加密應用場景，研究集成量子隨機數(shù)、抗量子密碼、量子密鑰分發(fā)等技術(shù)，構(gòu)建廣域覆蓋的分布式量子密鑰資源池并形成多種量子密鑰源的融合管理系統(tǒng)；將孤島式密碼資源池通過量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡實現(xiàn)安全互聯(lián)，以資源方式對外提供量子隨機數(shù)、量子密鑰等，對接有需求的各類安全場景；支持密鑰服務層對外統(tǒng)一提供服務接口，實現(xiàn)基于量子密鑰的身份認證、數(shù)據(jù)機密性和完整性保護等加密業(yè)務應用的快速對接與服務，開展一對一、一對多等不同業(yè)務應用使用分布式量子密鑰資源池的密鑰同步服務。預期目標：到2026年，完成分布式量子密鑰資源池系統(tǒng)驗證；建成不少于3個跨省節(jié)點的分布式量子密鑰資源池，可支持不少于5個業(yè)務應用，具備100萬用戶總量和1萬并發(fā)接入的服務能力；量子密鑰資源池可對并發(fā)的資源請求按服務質(zhì)量等級完成密鑰資源分配。（四）量子精密測量產(chǎn)業(yè)測試驗證服務平臺揭榜任務：面向量子精密測量產(chǎn)品工程化開發(fā)和測試驗證場景，開展量子場強儀、量子電流傳感器、量子磁傳感器等量子精密測量產(chǎn)品工程化研發(fā)，建設(shè)功能性能、環(huán)境適應性、可靠性等測試試驗系統(tǒng)，在計量、電力檢測等領(lǐng)域開展應用驗證，推動量子精密測量產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)、測試、應用的協(xié)同發(fā)展。預期目標：到2026年，完成2項及以上量子精密測量產(chǎn)品工程化研發(fā)，并在計量、電力檢測等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應用。完成功能性能、環(huán)境適應性、可靠性測試試驗系統(tǒng)建設(shè)，開展量子精密測量產(chǎn)品測試驗證服務5項以上。形成量子精密測量相關(guān)標準草案。四、示范應用（一）量子+醫(yī)療檢測揭榜任務：面向心腦磁場研究與醫(yī)療診斷等應用需求，研發(fā)基于量子磁場傳感技術(shù)和原子磁力計的高靈敏度心磁圖儀和腦磁圖儀，實現(xiàn)對心磁、腦磁信號高時間分辨率，高空間分辨率測量，以及心磁圖和腦磁圖的精準成像，服務于重大心、腦疾病的無創(chuàng)診斷，同時為腦科學研究提供有力工具，在醫(yī)療機構(gòu)、科研院所等典型場景開展示范應用。預期目標：到2026年，實現(xiàn)原子磁力計靈敏度優(yōu)于8fT/Hz1/2。心磁圖儀支持≥128通道，對典型心臟疾病實現(xiàn)自動診斷，準確率超過90%。腦磁圖儀支持≥256通道，4人同時進行超掃描腦磁圖成像。心磁圖儀、腦磁圖儀在50家以上醫(yī)療機構(gòu)或科研院所開展示范應用。（二）量子+智能網(wǎng)聯(lián)汽車揭榜任務：面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車座艙隱私數(shù)據(jù)脫敏、加密傳輸、安全存儲、受控訪問等需求，研究融合量子通信與國密算法的量子密鑰協(xié)商與量子加密通信技術(shù)，研究基于量子密鑰與屬性的隱私數(shù)據(jù)訪問控制技術(shù)，研發(fā)智能座艙隱私數(shù)據(jù)防控系統(tǒng)，實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車座艙隱私數(shù)據(jù)的量子安全采集存儲、加密傳輸和受控共享。預期目標：到2026年，完成量子安全可信執(zhí)行環(huán)境模組、量子安全網(wǎng)關(guān)、量子密鑰監(jiān)管平臺的設(shè)計開發(fā)。量子安全可信執(zhí)行環(huán)境模組遠程加解密視頻傳輸速率≥200Mbit/s。量子安全網(wǎng)關(guān)單機接入量子終端最大并發(fā)數(shù)不小于60000個、端口吞吐率≥5Gbit/s、消息轉(zhuǎn)發(fā)速率不小于70000條/秒。（三）量子+新能源揭榜任務：面向新型儲能系統(tǒng)、新能源汽車電池裝置等應用場景，開展跨尺度、多物理場、跨平臺量子傳感器融合技術(shù)等方面研究，實現(xiàn)低豐度高靈敏磁性量子檢測敏感元件及傳感器產(chǎn)品制備，突破高靈敏度量子磁測量、磁雜信號反演分析、復雜工況環(huán)境下的高效信號處理等關(guān)鍵核心技術(shù)，研發(fā)低豐度高靈敏磁性量子檢測傳感器，并實現(xiàn)在儲能、新能源汽車等領(lǐng)域的示范應用。預期目標：到2026年，完成低豐度高靈敏磁性量子檢測傳感器的設(shè)計與集成制造，對磁性物質(zhì)含量的檢測分辨率達1ppb；在線檢測反饋時間間隔≤10s；電流測量范圍：1mA-1000A；測量精度：0.01%FS；溫漂：5ppm；測量重復性和一致性達到99.9%，至少應用于2個領(lǐng)域