引言 纵观人类历史,技术的重大进步通常都伴随着材料革命。例如石器时代后青铜工具的发明、铁取代青铜、受工业革命刺激并推动的钢和铝冶金术的发展,以及使当今数十亿美元科技领域大部分得以实现的硅的优化和表面钝化。今天,量子材料领域类似的颠覆性进步可能源自新兴的量子信息科学 (QIS) 领域,该领域利用量子自由度进行信息存储和处理。1 操纵和利用量子态的技术将彻底改变当前的计算、传感、存储和通信范式。“量子材料”一词的范围相当广泛,涵盖了所有性质主要由量子力学原理和现象决定的材料。量子材料与其他材料的一个主要区别在于它在宏观长度尺度上表现出量子力学效应。事实上,一切物质都是依据微观尺度上的量子力学原理,由基本量子粒子和准粒子(即电子、空穴、自旋和声子)构成的,例如