量子物理学：返回平衡状态的量子多体系统！
考虑到一立方厘米的物质已经包含大约1019到1023个粒子，很难想象现在的物理学家可以制备仅包含几百个，甚至只有少数几个原子的集合体。
更重要的是，他们已经改进了他们的技术，使他们可以单独或联合操纵这些粒子，并可以微调他们的相互作用。在新的数值技术，强大的超级计算机和新的数学技术的推动下，对这类系统的理论描述也取得了同样令人印象深刻的进展。最近在自然物理学的一篇评论文章中（2015年2月3日）Jens Eisert博士，Mathis Friesdorf博士（来自柏林自由大学复杂量子系统Dahlem中心）和Christian Ignogine博士，Ignacio Cirac教授理论部门的博士后研究员在MPQ（Garching）和ICFO（巴塞罗那）的研究员，讨论已经实现的各种量子系统以及如何在理论上描述它们，并展望有希望的发展。
在寻求更好地理解量子多体系统时，特别重要的是当系统在外部受到扰动后恢复平衡时发生的过程。这里的挑战是在统计集合方面弥合局部动力学的微观描述与众所周知的宏观描述之间的差距。适用的图片主要取决于系统的大小和粒子之间的相互作用。
在许多实验中，实现了具有短程相互作用的系统。特别富有成效的是基于所谓的光学晶格中的超冷原子气体的技术 - 基本上是由反向传播激光束产生的驻波网格。这种系统可以例如用作铁磁材料的模型。
凝聚态物理学的一个非常有趣的方面，也可以用这样的系统进行研究是运输 - 例如电子的运输，从而晶体中的电荷。通过密切合作，实验者和理论家从而找出哪些参数决定了诸如电导率之类的特性，以及缺陷和无序如何影响粒子的移动性。
大量子多体系统通常采用热力学的统计方法来处理。特别感兴趣的是当全局参数（例如温度或外部场）改变时的时间演变。这种变化可能是突然的，或者可能在延长的时间内更缓慢地发生，或甚至周期性地发生。因此，科学家们研究了系统是否，如何以及在什么时间尺度上达到新的平衡状态。在许多系统中，存在参数的“临界”值，在该值处可以观察到突然转变到具有截然不同的性质的新“相”类似于零摄氏度以上的冰的融化。了解这种相变的动态是理论家们面临的持续挑战。
这种量子多体系统也被证明可用作大型和可能多维晶格系统的模拟器，其非平衡动力学无法通过分析或数值工具获得。因此，可以将这种系统的实验实现视为模拟模拟器，利用这些模拟器可以克服这些限制。
尽管取得了巨大进展，但许多问题仍未解决。现在已经了解了一些演变回平衡趋势的谜团，但是这些放松过程发生的时间尺度定义的问题仍然是非常开放的。此外，未来科学家们不仅要研究封闭系统，还要研究与环境相互作用导致退相干和消散的系统。这种通常有害且不需要的过程 - 如果经过精心设计 - 可用于准备有趣的物质阶段。
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