当温度趋于零时，如果阻挫自旋系统不呈现长程磁序也不破缺晶格对称性，而且其低能物理性质表现出分数化的量子特征，这种状态称为量子自旋液体态。量子自旋液体随着高温超导的发现而被大量研究，它超越了朗道对称自发破缺的理论框架，并促进了拓扑序理论的发展，其分类理论是以投影对称群为代表的现代数学工具。量子自旋液体中的元激发是分数化的自旋子和演生规范场的光子或量子化磁通，有能隙的量子自旋液体可应用于拓扑量子计算。研究量子自旋液体的理论工具还包括严格可解格点模型、各种不同的数值计算方法和量子场论等。实验上，三角晶格、笼目晶格、六角晶格甚至三维格点系统中的量子自旋液体候选材料相继被发现和深入研究，探测手段包括核磁共振、中子散射、热输运等，调控方法包括高磁场、高压强等。确切的量子自旋液体材料的寻找仍在持续进行中，近些年发展尤其迅速。中国研究人员做出了很多努力，并在部分方向上逐步开始起引领作用。量子自旋液体是一个充满困难和挑战的研究领域，也是一个充满魅力和活力的领域。

Kitaev模型是一种建立在二维六角蜂窝状格子上的有效自旋为1/2的量子自旋液体模型。该模型可严格求解，具有拓扑序，分数化激发产生马约拉纳费米子与Z₂规范场，提供了对拓扑物理学与非易失性存储技术研究的新思路。区别于三角晶格与笼目格等材料中由于几何阻挫导致的量子自旋液体态，Kitaev量子自旋液体的形成来源于自旋空间中各向异性的Kitaev相互作用。近年来，在真实材料体系中寻找这种相互作用成为了实现量子自旋液体的新途径。其中，具有六角蜂窝状结构的莫特绝缘体 α-RuCl₃被认为是众多候选材料中最具潜力的一种。文章将从实验角度出发，以α-RuCl₃为主要代表体系，介绍近年来在Kitaev量子自旋液体实验研究方面的重要进展，特别是以中子散射为主要手段对材料中与Kitaev量子自旋液体态相关的自旋激发态研究的结果。

稀土元素三角格子阻挫体系在近几年受到了广泛的关注，稀土元素中存在较强的自旋轨道耦合作用，容易形成各向异性的磁相互作用，结合复杂的晶体场结构，可以产生很多新奇的物理性质，实现包括量子自旋液体、内禀量子伊辛磁体和隐藏序在内的一系列新奇量子态。文章以最近的中子散射研究为例，介绍稀土元素三角格子体系中的新奇磁关联与量子涨落现象。

脑磁图仪通过记录大脑神经活动在头皮外产生的磁场来进行脑活动的成像，它具备超高的时间分辨率和较高的空间分辨率，是一种重要的无创脑功能成像技术。文章介绍了脑磁信号的神经生理起源、生物物理特征及其与脑电信号的联系和区别，回顾了当前基于超导量子干涉仪的脑磁图设备与相关技术，并针对制约当前超导脑磁图发展的技术瓶颈，介绍了基于原子磁强计的新型脑磁探测技术及国内相关研究的最新进展，指出了脑磁图在脑科学研究及临床应用中不可或缺的地位和其硬件技术未来发展的方向。

量子网络的基本资源是远程的量子纠缠态，它可以支持包括量子密钥分发、量子计算机互联、分布式量子精密测量等众多量子信息的应用。光子是量子信息传输的最佳载体，然而由于不可避免的信道损耗，目前基于光纤的纠缠分发距离被限制在百千米量级。在经典通信中，这个问题可以通过中继放大器对经典信号不断放大来解决。不幸的是，由于量子不可克隆定理的限制，即未知的量子态不能被精确复制，传统的中继放大器不适用于量子通信。远程量子纠缠分发也就成为了量子信息领域的核心挑战之一。

红外光电探测器由于在制导、反导、夜视、侦查等军事领域的重要性和敏感性，是现代科技追逐的制高点之一，也是科学技术壁垒极高的一个研究领域。其中，暗电流的抑制是长期以来制约红外探测器实现高工作温度(high operating temperature，HOT)的核心瓶颈问题。自1935年贝尔实验室制造出第一个硅基pn结以来，利用耗尽区内建电场阻挡多子扩散已经成为降低探测器暗电流的主流手段。然而在传统 pn结红外探测器中，耗尽区过高的Shockley-Read-Hall(SRH)复合和表面复合严重限制了其暗电流抑制的理论极限。因此，红外领域的学者们一直致力于寻求和设计一种超越pn结的新型器件结构——单极势垒结构。目前，传统的单极势垒红外探测器受材料生长、能带匹配以及晶格匹配等问题的制约，极大地限制了室温高性能红外探测器的发展。