量子世界的调控:挑战和机遇

 

  

中国科学院物理研究所、理论物理研究所

(摘  要)

 

    基于对物质从微观到宏观各个层次运动规律的深刻理解和实验手段的巨大进步,人类已从对微观量子世界的‘观察’、‘解释’阶段逐步进入‘调控时代’:利用扫描隧道显微术可以观察和移动单个原子、分子,运用飞秒和阿秒激光技术可以研究原子和分子内部的动力学过程,运用分子束外延和自组装等技术可以一层一层,一列一列地将原子、分子构筑成晶体,可以产生和探测单个光子和单个自旋,利用角分辨光电子能谱、扫描隧道显微术和中子散射可以确定凝聚态的‘元激发’能谱, 使原子、分子构成的微观世界从秘不可测的‘自在之物’逐步变成可以‘看得见’、‘摸得着’、可以‘调控’的‘为我之物’。为了满足‘后摩尔时代’信息技术发展的需求和实现人类获得‘取之不尽’的能源,实现生命和无生命物质的‘对话’,乃至合成生命等梦想,‘量子世界的调控’是当代科学发展的重要战略目标。报告中将简要介绍在小量子体系和单量子调控、量子信息、超冷原子、超强超快激光、精密测量和演生(emergent) 现象的调控等方面的若干进展。人类通过宏观手段实现对微观世界调控能力的突破必然导致新的技术革命。