電磁超材料在量子體系下的應用與進展

游檢衛，崔鐵軍

(毫米波國家重點實驗室，南京210096；東南大學 電磁空間科學與技術研究院，南京210096)

超材料研究的不斷深入，人們可利用它構造出傳統材料和傳統技術無法實現的超常規物理屬性，進而對經典電磁場的多個自由度進行高效靈活調控，如相位、極化、振幅和頻率等，實現了許多新奇的物理特性和工程應用，如異常折射、異常反射、極化調控、非線性增強、超分辨成像、全息成像、完美吸波器和隱身斗篷等。當前，超材料已成為經典電磁學研究的主要組成部分。近年來，超材料除了在經典電磁學領域具有廣泛的應用前景外，在非經典電磁效應(不同于經典電磁的量子效應)調控方面也引起了人們越來越多的興趣。這主要是因為當前很多非經典電磁器件器件功能比較單一，只能對一種非經典電磁現象進行演示，量子態調控自由度十分受限。超材料在經典電磁學領域已展現出非常優異的電磁自由度調控能力，其天然的靈活調控特性在非經典電磁學研究領域有很高的科學研究價值和廣泛的工程應用潛力。

非經典電磁學是量子信息科學的一個重要研究方向，而量子信息科學是量子物理與信息科學交叉融合而發展出的一個變革性新興研究方向，在諸多領域擁有巨大的實際工程應用潛力。近些年來，量子信息科學發展迅猛，在通信、測量、傳感及計算等方面的優勢有望對當前科學技術產生顛覆性的突破，是各個國家未來科技研究的戰略重心。……