量子信息理论。研究与量子信息过程物理实现相关的理论，量子纠缠理论，量子算法与复杂性，退相干机制和抑制方法，量子编码，量子信道容量，量子编程和新型量子计算途径等。
（二）关联电子体系
新颖关联量子材料。探索和发现具有奇异物性的强关联体系新材料和新材料体系，制备关联量子材料高质量单晶和异质结，实现对其尺寸、组分、形态以及掺杂的精确控制，并发展其微加工技术。
竞争序和量子相变。研究各种非常规关联量子材料中的自旋密度波、电荷密度波与磁性有序之间的共存和竞争。研究电荷、自旋与轨道自由度之间的相互作用效应和各种量子相变与量子临界现象。研究拓扑绝缘体的物理特性，重费米子体系的量子临界现象，低维结构中的近藤效应，分数量子霍尔效应系统，自旋费米液体和各种磁阻挫系统等。
关联量子现象理论与数值模拟。发展超越平均场近似的理论和方法，建立正确描写新型关联量子系统的理论模型；研究跨尺度的计算模拟技术，发展研究物性的新计算方法，建立有自主知识产权的软件平台。
（三）小量子体系
单粒子和单量子态。制备高质量小量子体系，实现对单个小量子体系的能级、轨道波函数和其它量子态的控制。研究小量子体系在空间、能量、时间域的高分辨、高灵敏表征方法。发展将自旋信号转换成电或光信号的新方法，实现高灵敏的自旋态的电学或光学检测与操控。发展核磁共振/电子回旋共振的局域探针技术，自旋态波谱学的探测技术和基于自旋量子态量子信息的处理技术。研究特殊材料中的量子相干输运和自旋操控，研制基于准一维量子结构和单层石墨等低维材料的新型原理器件。
原子、离子和分子体系。研究原子与分子内部量子通道的阿秒、飞秒级相干控制和测量，揭示电子尺度上的超快动力学行为，建立和发展先进的分子内部量子态的制备、检测与调控方法和技术。发展分子减速、冷却和囚禁等技术，研究分子量子态的演化等基本过程。研究分子结构的变化对能级结构、轨道、自旋和自组装特性的影响，分子间电荷和能量转移，研究新型分子器件。
半导体量子结构。研究半导体量子结构中自旋相干过程和退相干的各种物理机制，半导体结构中自旋调控的原理和方法，以及产生和探测自旋流的新方案。研究单量子点自旋量子比特的基本量子操作。研究激子、激子极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚现象，研制无阈值极化激元激光器和自旋晶体管的原理器件。
磁性、稀磁半导体及异质结构。研究稀磁半导体、半金属和铁磁薄膜及其异质结等的新奇磁输运性质和磁光性质。研究巨塞曼效应，发展磁性材料的电子态密度的调控方法，实现磁性多层异质结构中磁晶各向异性的量子调控。
固体中孤立量子体系。研究金刚石中氮空位孤立自旋的退相干机理、能级结构及量子光学性质，建立孤立自旋的光学探测系统，发展操控孤立自旋的实验技术。研究固体中孤立自旋的操控，建立起自旋可控耦合和构建量子比特的方案，探索在量子信息和计算中的应用。
（四）人工带隙体系
人工带隙材料的能带和带隙调控。研究人工带隙材料能带的形成机理，能带剪裁和调控机理，特殊色散带来的新现象和效应，微结构对激发、传输、吸收和发射等特性的调制，发展能带计算和设计的有效方法。研究对称性破缺引发的缺陷态及其新效应，非线性、无序等带来的新现象和效应。研究非布拉格机制人工带隙材料及其能带和带隙调控。研究人工带隙材料中的宏观量子现象、局域光子态与电子态的强耦合效应、新颖的线性和非线性量子光学现象，发展新型低阈值微纳激光器、量子开关和光伏器件等。
光子微结构集成回路及相关元器件。研究二维光子晶体集成光子学器件和回路，包括高性能光子晶体波导互联网络，高品质光子晶体共振微腔，通道上传/下载滤波器，密集波分复用技术、光开关等。
亚波长光子学结构。研究基于亚波长结构的回路单元以及复杂的元件，亚波长光子学及其在突破衍射极限聚焦方面的关键基础问题，亚波长体系的表面等离激元与辐射源的线性和非线性效应的物理机制等。研究纠缠在表面等离激元中的形成、传输、存储以及用作远程量子隐形传态的原理。研制基于表面等离激元的新型量子光电器件。
四、保障措施
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
继续实施量子调控研究重大科学研究计划，加强顶层设计与统筹协调，面向国家重大战略需求和世界科学前沿，进一步强化重大科学目标导向，完善项目首席科学家负责制及鼓励创新的评价机制，组织跨部门、跨区域的相互协作，促进系统性、原创性重大成果的产出。
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合
继续加强量子调控研究基地建设，充分发挥国家重点实验室等基地的科研平台作用，促进项目、基地与人才紧密结合；强化科技资源开放共享机制，促进科技资源的合理配置和高效利用。引导地方政府和企业积极参与建设量子科学技术支撑平台，探索共建量子科学技术产业化平台的协同创新体系。
（三）加大创新人才培养和引进力度
充分利用各种高层次人才计划，培养和造就一批具有国际视野、能够引领量子科学技术发展的高水平领军人才，创新体制机制、优化政策环境、强化保障措施，加大海外优秀人才的引进力度，建设国际一流水平的量子调控研究团队。
（四）加强国际合作与科学普及
吸纳优秀外国科学家和海外优秀华人学者以多种方式参与量子调控研究重大科学研究计划实施，支持我国科学家参与国际合作和在国际组织中任职，鼓励提出国际合作计划。重视科学普及，弘扬科学精神，将科学普及工作作为重大科学研究计划实施的目标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
附件3：
蛋白质研究国家重大科学研究计划
“十二五”专项规划
一、形势与需求
蛋白质是生命活动的主要执行者。对蛋白质结构与功能、相互作用和动态变化的深入研究，将有助于揭示生命现象的本质。蛋白质研究取得的众多成果也将是新药创制、传染病防诊治、农作物改良、生物能源转化、工业生物催化等各个领域的重要创新源泉。
目前，国际蛋白质研究进入了快速发展期，呈现出以先进技术驱动蛋白质研究的发展趋势。在高精度冷冻电镜和分子影像等技术推动下，蛋白质研究逐步从分子水平向细胞、个体等更高维度发展，并注重对蛋白质在细胞、生物体中的“在体”研究。随着同步辐射、核磁共振、原子力显微镜等分子结构分析技术的进步，蛋白质研究更加注重超复合物和分子机器等复杂体系。由于高分辨质谱和高性能计算技术的进步，规模化、定量化的蛋白质组研究已经提升到了新的高度，从蛋白质相互作用网络的结构及其动态变化规律中认识复杂生命系统，已经成为蛋白质研究的一个重要发展方向。
当前的蛋白质研究，是集中了包括生物化学、生物物理学、分子生物学、细胞生物学、结构生物学、蛋白质组学、系统生物学等多个生物学分支学科的综合性研究体系，需要各种学科的相互协作；现代物理学、光学、信息技术等对促进蛋白质科学研究和诸多生物医学领域的快速发展起到了至关重要的作用。因此，综合各种学科和不同研究技术的复合型研究已经成为目前国际蛋白质研究的主要方式。
蛋白质研究国家重大科学研究计划引领了我国蛋白质研究，目前已取得了一系列重要的成果，包括解析了一批具有重要生物学功能的蛋白质及其复合物的空间结构，建立了国际上最大的人类正常肝组织、肝病和肝癌系列的蛋白质表达谱和相互作用网络图；发现200余种针对人类重大疾病的潜在药物靶标或诊断标志物；通过肿瘤靶向的新型纳米药物输送系统实现了药物在肿瘤细胞内的靶向富集，为临床肿瘤治疗提供了新的有效手段；发展了高丰度蛋白质去除和低丰度蛋白质富集的成套关键技术，为重大疾病靶标和诊断标志物的发现提供了高效可行的技术方案。
蛋白质研究国家重大科学研究计划的实施，锻炼了创新队伍，培养了一批年富力强、创新能力突出的学术骨干，形成了我国蛋白质科学研究的人才梯队。
国际蛋白质科学研究与交流取得了重大进展，牵头组织实施了国际人类肝脏蛋白质组计划，并与多个国际一流研究机构成立了联合实验室（中心），促进了蛋白质研究领域的重大国际合作。
但是，与国际蛋白质研究的先进水平相比，我国的蛋白质研究源头创新能力有待加强，重点需要促进多学科交叉合作研究、关注蛋白质研究的原创性新技术新方法、提升解决重大科学问题的合力。
