3月30日，日本文部省发布量子飞跃旗舰计划（Q-LEAP）[1]，旨在资助本国在光量子科学的研究活动，通过量子科学技术解决重要经济和社会问题。量子飞跃旗舰计划主要包括3个技术领域，每个技术领域都有2个旗舰项目和1基础研究项目。旗舰项目每年将获得3亿-4亿日元（约1800万-2400万人民币）的资助，基础研究项目每年将获得2000万-3000万日元（约120万-180万人民币）的资助。

　　1、量子信息处理（量子模拟、量子计算机等）

　　该项目以研发对经济、社会有重要影响的通用型量子计算机为目标，实现超越经典计算机的量子模拟或量子计算机。

　　（1）冷原子、分子体系。模拟现实的物质状态，捕捉原子，探究缺陷影响和相互作用，研发冷原子的高度控制技术。

　　5年后，开发多体电动力学模拟器的原型机，开始应用验证；10年后，相干量子退火和量子化学计算机的原型机，开展云计算服务。

　　（2）超导量子比特。研发量子比特的高度积累化技术和高品质量子比特技术，为量子计算机的应用奠定基础。

　　5年后，通过量子计算机原型机验证量子优越性，并提交给用户在实际使用中开始优越性的验证工作；10年后改进量子计算机的原型机，开始应用验证和云计算服务。

　　（3）基础研究主题。主要包括软件（含量子信息理论、中间设备、应用程序等）；半导体量子比特；离子阱；其他（以光逻辑门方式和拓扑学为基础的研究、不同要素的集成技术等）。

　　2、量子测量和传感器

　　面向未来传感器市场小型化、廉价化的要求，研发先进的固体量子传感器和量子传感器技术，广泛应用于磁场、电场、温度、光等的测量活动。

　　（1）固体量子传感器。开发高感知度和分解能力的脑磁测量系统原型机，能对蓄电池、功率电子学装置、能源装置的电流和温度进行控制的原型机。研发具有高密度、高配向率自旋的金刚石传感器，研发量子自旋控制技术等。

　　5年后，对小动物的神经电流和行动间的对应关系进行验证，开发能够实现5微特斯拉的磁场矢量成像的金刚石传感器，使安全安心的装置和功率电子学的设计成为可能，验证能同时对能量装置内部的电流和温度进行测量的固体量子传感器技术。10年后，开发对人类脑磁相关的磁场矢量信息进行非侵入式测量的原型机，开发能监测功率电子学和蓄电池等的电流和温度状态、具有高动态量程的小型（10厘米×10厘米×10厘米）固体量子传感器。

　　（2）量子光传感器。开发能对在生物体组织和装置进行超高精密度观察、规避群分散影响的量子光学相干断层扫描技术（OCT）原型机，开发能针对量子相关进行高感知度吸收测量的原型机。研发能灵活运用广域量子光效率的高透光率激光光学技术，研发量子光波面控制技术等。

　　5年后，开发具有1微米垂直方向分解能力的量子OCT和可在城市出售的OCT混合型原型机；通过周波数量子，应用于可视光光源和监测仪器，波长在2.5-10微米的高感知度红外分光装置原型机。10年后，开发具有垂直方向高分解能力（0.75微米），应用于细胞内组织观察和眼科疾病早期诊断的3次元超高分解能力的量子OCT装置；扩大波长在2.5-10微米的高感知度红外装置的波长，并使之小型化（40厘米×40厘米×40厘米）。

　　（3）基础研究主题。主要包括量子测量和传感器的基础技术；固体量子传感器、量子机械传感器等的基础技术；新型量子控制和测量的基础技术等。

　　3、下一代激光技术

　　研发阿秒级的极短脉冲激光光源及测量装置，应用于高性能光触媒、太阳能电池、超高速高密度磁性装置等。研发小型化、稳定化、可重复使用且高强度的光源原型机，并实现产业化应用。开发符合最优化激光加工要求的网络物理系统（CPS）型激光加工技术，应用于汽车车体复合材料和半导体高精度加工，构建智能化生产体系。

　　（1）极短脉冲激光。重复使用型光源：开发小型化、稳定化，波长覆盖真空紫外线至软X射线，测量时间缩短，重复使用率高的光源原型机。5年后，重复使用的目标达到10-100千赫兹。10年后，重复使用的目标达到1-10兆赫兹，波长覆盖真空紫外线至软X射线。

　　重复使用型测量装置：开发面向产业化应用的测量原型机。10年后，开发应用于产业化的测量装置原型机，可测量光触媒和太阳能电池的电子状态，提高光触媒、太阳能电池的效率。

　　高强度型光源：开发小型化、稳定化，波长覆盖真空紫外线至软X射线，可观测2光子过程等的非线形光学现象，峰值功率得到提高的光源原型机。5年后，峰值功率达到1吉瓦。10年后，峰值功率达到1-10吉瓦，波长覆盖真空紫外线至软X射线，实现小型化、稳定化。

　　高强度型测量装置：开发面向产业化应用的测量原型机。10年后，开发应用于产业化的测量装置原型机，可测量磁性存储材料的电子自旋状态，为开发超高速、高密度的磁性存储材料做出贡献。

　　（2）CPS型激光加工。开发能积累和利用加工数据，实现机器学习、强化学习的CPS激光加工技术及此类激光加工机；在探明加工原理的基础上，开发能在网络条件实现模拟加工的CPS激光加工技术。

　　5年后，以机器学习、强化学习的激光加工为目标，以金属、半导体、玻璃等材料的加工参数为基础，形成智能化、CPS型激光加工概念验证；6-8年后，开发人工智能CPS型激光加工机原型机，应用于汽车车体复合材料和半导体高精度加工；10年后，在探明加工原理的基础上，以各种新型材料为加工材料，形成最优化、学术型、CPS型激光加工概念验证。

　　（3）基础研究主题。主要包括应用于阿秒级脉冲激光的测量技术；高亮度、高温状态的原位测量技术；等离子体、温稠物质物理；极限状态下（阿秒、超高温、超高压等）光合物质的相互作用。（惠仲阳 黄龙光）

　　[1] 文部科学省：光？量子飛躍フラッグシッププログラム（Q-LEAP）」について、http://www.mext.go.jp/b_menu/boshu/detail/1402996.htm。