（節(jié)選）
中國(guó)科學(xué)院物理研究所和理論物理所于淥院士在《2009科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上發(fā)表了題為“量子世界的調(diào)控：挑戰(zhàn)和機(jī)遇”的文章，從單量子調(diào)控、量子信息科學(xué)、冷原子研究、激光技術(shù)、精密測(cè)量和演生調(diào)控等方面介紹了調(diào)控量子世界的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
文章首先指出隨著STM（掃描隧道顯微術(shù)）的發(fā)明，80年前提出的量子力學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期，從‘觀測(cè)’、‘解釋’階段進(jìn)入‘調(diào)控時(shí)代’。為了能持續(xù)地滿足人類的能源和信息需求，關(guān)鍵的一步是學(xué)會(huì)控制‘量子世界’?！孔诱{(diào)控’是當(dāng)代科學(xué)的前沿和戰(zhàn)略方向，這已成為各國(guó)科學(xué)家和政府決策部門的共識(shí)。
文章進(jìn)一步分析了量子調(diào)控研究從小量子系統(tǒng)到單量子調(diào)控的轉(zhuǎn)變，Binnig 和Rohrer 發(fā)明的STM以及后來發(fā)展的各類掃描隧道探針是調(diào)控量子世界的重要手段。這種顯微技術(shù)可以探測(cè)單個(gè)電子的自旋，其應(yīng)用前景廣闊，既可以用于原子尺度上對(duì)大分子（如蛋白質(zhì)）進(jìn)行三維成像，也可以用在基于自旋的量子計(jì)算機(jī)上，作為量子比特的讀出器。
文章接著介紹了量子信息科學(xué)，量子理論與信息技術(shù)在21世紀(jì)的有機(jī)結(jié)合會(huì)產(chǎn)生一個(gè)全新的學(xué)科—量子信息科學(xué)。量子信息的‘相干性’、‘糾纏性’、‘非定域性’和‘不可克隆性’（‘測(cè)量’會(huì)破壞‘相干性’）等特點(diǎn)使它相對(duì)于經(jīng)典信息技術(shù)具備無比的優(yōu)越性，無懈可擊的保密性就是最突出的代表。尋找量子信息的適當(dāng)載體是當(dāng)前國(guó)際研究的熱點(diǎn)。
接著作者指出熱力學(xué)第三定律認(rèn)定“絕對(duì)零度”(相當(dāng)于攝氏負(fù)273.16度)是不可能達(dá)到的，但這不影響我們無限地接近它。冷原子的研究可能對(duì)闡明高溫超導(dǎo)機(jī)制，探索凝聚態(tài)理論的新范式發(fā)揮重要的作用。
然后，文章介紹了激光技術(shù)的新前沿，未來的激光技術(shù)要向新的極限進(jìn)軍，即超高頻率、超高功率、超大能量密度、超短脈沖。首先是提高激光的頻率，各國(guó)正在加緊研制的‘自由電子激光器’就是要建立比現(xiàn)有同步輻射光源強(qiáng)數(shù)十億倍的X-波段的相干光源。激光技術(shù)的另一個(gè)前沿是超短脈沖技術(shù)，利用超短脈沖技術(shù)可以直接觀察分子和原子內(nèi)部的電子過程，可以測(cè)量單個(gè)分子的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)結(jié)構(gòu)，甚至控制化學(xué)反應(yīng)的路徑。
文章接下來介紹了精密測(cè)量，自然界基本規(guī)律的確立或推翻，最終靠的是精密測(cè)量。量子論建立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是原子光譜的精確測(cè)定，而相對(duì)論對(duì)‘以太論’的‘最后一擊’來自邁克遜用光干涉儀對(duì)光傳播速度的多普勒效應(yīng)測(cè)量。原子能級(jí)和頻率的精密測(cè)量是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
文章最后介紹了演生(emergent)現(xiàn)象的調(diào)控，運(yùn)用‘演生現(xiàn)象’最近的一個(gè)例子是所謂的‘拓?fù)淞孔佑?jì)算’。
作者最后呼吁量子調(diào)控在戰(zhàn)略上必須有一個(gè)比較全面的布局，在有可能實(shí)現(xiàn)突破的方向，包括冷原子、冷離子、冷分子、各類固態(tài)量子器件、光存儲(chǔ)和光通訊、新奇量子現(xiàn)象和新興材料的探索等進(jìn)行布局。
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