該書是美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院組織編撰的原子、分子和光物理學（AMO）過去十年取得的成果匯總，同時對該綜合領域未來十年的新機遇、領域持續(xù)發(fā)展所面臨的問題和挑戰(zhàn)做了評估和展望。該書名為《操控量子系統(tǒng)》，正是指出了新世紀初至今量子領域發(fā)展的新特點。我們從原來的管中窺豹，逐步登堂入室，能夠創(chuàng)造出新的人工量子體系，對量子系統(tǒng)進行精密的操控和測量，從而讓量子系統(tǒng)按照我們的意愿發(fā)揮其chao越經(jīng)典的性能。
原子、分子和光物理學有著悠久的歷史，正是對這些基本物質的不斷探索，催生出了量子力學。經(jīng)過了百余年的發(fā)展，我們對微觀物質結構的了解，以及微觀物質如何組裝成日常所見的宏觀物質，從未像今天這樣清晰。這是不是意味著這個古老的領域即將走向終結呢？事實恰恰相反，這個領域如今更加生機勃勃。AMO領域不斷提供著更高能、更快、更準的新工具和研究平臺，為其他領域的發(fā)展提供新的手段，帶動著包括量子信息處理、醫(yī)學與生命科學、天文與宇宙學、凝聚態(tài)物理及其自身不斷向前發(fā)展。
作為一本領域發(fā)展的中長期評估報告，該書匯集了數(shù)十位AMO領域頂級專家，聯(lián)合了包括能源部、國家自然科學基金、空軍科學研究辦公室等多家美國聯(lián)邦部門和機構，精心組織編撰而成。書中基本涵蓋了AMO領域在幾個重要的方面取得的zui新成果，同時也包含了編委會對AMO及其細分領域發(fā)展的關鍵發(fā)現(xiàn)和建議。對我國相關領域的發(fā)展規(guī)劃、科學戰(zhàn)略布局、政策制定等具有重要的參考價值。盡管書中涉及大量的專業(yè)知識和術語，但確實點出了AMO發(fā)展及其輻射能力的一系列要點，作為譯者，我們希望這本書中的內容能夠被更廣泛的讀者接受，既能為相關領域的科研工作者提供一份大領域發(fā)展的概覽，同時也能為關心這一綜合領域發(fā)展、關心我國科技布局的科研管理人員和政策制定者們提供一份翔實的參考。
美國國家科學院（NationalAcademyofSciences）成立于1863年，基于美國總統(tǒng)林肯所簽署的國會法案組建，是一個私人的非政府機構，負責就與科學技術相關的問題向國家提供咨詢。成員是由在相關研究領域有突出貢獻的科學家組成，并由同行推薦選舉。院長是MarciaMcNutt博士。
美國國家工程院（NationalAcademyofEngineering）成立于1964年，在美國國家科學院章程指導下運行，旨在將工程實踐技術推廣應用。成員由在工程領域做出非凡貢獻的人員組成，并由同行評議選出。院長是JohnLAnderson博士。
美國國家醫(yī)學院（NationalAcademyofMedicine）成立于1970年，根據(jù)美國國家科學院章程，旨在就醫(yī)療和健康問題向全國提供咨詢。成員由同行評議選出，以表彰他們對醫(yī)學和衛(wèi)生領域做出的杰出貢獻。院長是VictorJ.Dzau博士。
美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院共同工作，為國家提供獨立、客觀的分析和建議，并開展其他活動來解決復雜的問題，為公共政策決策提供信息。美國國家科學院也鼓勵教育和研究，表彰zhuo越的知識貢獻，并增加公眾對科學、工程和醫(yī)學的了解。
第1章 操控量子系統(tǒng)：未來10年的AMO科學
1.1 引言與概述
1.2 第2章：光造工具
1.3 第3章：從少體到多體系統(tǒng)中的新現(xiàn)象
1.4 第4章：量子信息科學與技術基礎
1.5 第5章：時域和頻域中的量子動力學
1.6 第6章：精密測量前沿與宇宙本源
1.7 第7章：AMO科學更廣泛的影響
1.8 第8章：AMO科學與美國經(jīng)濟社會的生態(tài)融合
1.9 AMO科學與國家政策的結論和建議
1.10 發(fā)現(xiàn)與建議
1.11 各章節(jié)的發(fā)現(xiàn)與建議
1.11.1 第2章：光造工具
1.11.2 第3章：從少體到多體系統(tǒng)中的新現(xiàn)象
1.11.3
第4章 ：量子信息科學與技術基礎
1.11.4 第5章：時域和頻域中的量子動力學
1.11.5 第6章：精密測量前沿與宇宙本源
1.11.6 第7章：AMO科學更廣泛的影響
1.11.7 第8章：AMO科學與美國經(jīng)濟社會的生態(tài)融合
第2章 光造工具
2.1 產(chǎn)生極端特性的光
2.1.1 強度
2.1.2 時間
2.1.3 頻率、帶寬和相干性
2.2 控制光的特性
2.2.1 光譜操控
2.2.2 空間操控
2.2.3 量子調控
2.2.4 光場壓縮態(tài)
2.3 新興平臺
2.3.1 固態(tài)色心的光學控制
2.3.2 集成光學
2.3.3 光力學
2.3.4 阿秒光源
2.4 光特性的使用
2.4.1 超快X射線計量
2.4.2 光鐘的產(chǎn)生
2.4.3 光的傳播：傳感與控制
2.5 光造新工具的未來
2.6 發(fā)現(xiàn)與建議
第3章 從少體到多體系統(tǒng)中的新現(xiàn)象
3.1 引言
3.2 從少體到多體：復雜性的形成
3.3 離子相關的超冷物理過程
3.4 原子簡并量子氣體研究進展
3.4.1 幺正量子氣體
3.4.2 強偶極與偶極相互作用的超冷氣體
3.4.3 超冷原子極化子物理學
3.5 超冷分子多體系統(tǒng)
3.5.1 完全量子調控的分子俘獲與冷卻
3.5.2 基于超冷分子的多體系統(tǒng)
3.6 強關聯(lián)量子多體系統(tǒng)的量子模擬仿真
3.6.1 不同空間維度的Fermi-Hubbard模型量子模擬
3.6.2 偶極相互作用的量子模擬
3.6.3 人工設計規(guī)范勢
3.6.4 冷原子拓撲物質
3.6.5 非平衡量子多體動力學
3.6.6 多體局域化測量
3.6.7 開放系統(tǒng)量子模擬：光子晶體波導
3.6.8 從類比量子模擬到量子信息科學
3.7 發(fā)現(xiàn)與建議
……
第4章 量子信息科學與技術基礎
第5章 時域和頻域中的量子動力學
第6章 精密測量前沿與宇宙本源
第7章 AMO科學更廣泛的影響
第8章 AMO科學與美國經(jīng)濟社會的生態(tài)融合
附錄A 任務說明
附錄B 報告的組織結構
附錄C 往年美國科學院關于AMD科學的報告回顧
附錄D 編委會成員履歷
附錄E 數(shù)據(jù)征集
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