物理前沿研究十大方向介紹如下：
壹、量子信息與量子計算
量子信息與量子計算 是當代物理學的研究前沿，被譽為21世紀物理的基石和重要的核心領域。量子信息與量子計算，屬於將量子特性和計算整合的壹項有機統壹的新的學科，它的研究著重於利用量子現象作為現代計算功能的基礎，探索量子特性為計算帶來的新的可能性，以實現新的高速，低耗能計算機性能與操作功能，從而徹底改變計算與信息處理機制。
目前，該領域正在努力構建以量子上下文為基礎的全新計算機結構，以及量子算法和量子模擬，以解決具有挑戰性的計算難題。
二、量子調控和量子傳感
量子現象在實驗室可以直接控制，建立“量子的實驗室模擬”，豐富了量子力學的研究領域。量子調控將量子態的可編程性作為計算組件的核心，致力於建立壹個完整的低復雜度量子態處理模型和技術，以滿足復雜多階段計算任務的需求，以加速計算過程。
此外，量子調控和量子傳感也在研究中發揮著重要的作用，將量子調控的有效性和準確性作為未來積極的信息和通信行業的基石，對現實生活的發展起著顯著的影響力，也為數字化的未來信息安全生態的科學服務。
三、量子物質結構
量子物質是壹種最基本的物質，它可以表示某種物質的最基本結構。該領域致力於研究如何使用量子物質結構來表示物質性質真正的物理現象，例如強極化和電導性，而多尺度過程和相關力學量子模擬方法將有助於實現量子科學研究與應用實踐之間的有效銜接，以更快速，更準確地描述和估計發現新物質性質的實驗方案。
四、量子液體
量子液體是由原子構成的，處於低溫的生物系統，具有溫度可控性等過渡態的等特性。而實現量子液體的關鍵步驟是實現低溫量子液體的穩定，這壹研究領域目前在努力探索量子效應如何被穩定，以及它能夠構成復雜的結構等量子話題，以期望達到超材料、可控制調節光子結構等領域的實用應用，在應用有理性材料發展上起著重要的作用。
五、量子仿真
量子仿真是為了使對復雜粒子系統的編程仿真更準確、更全面的實踐，以模擬這些系統的行為，掌握系統的分子運動規律。 量子仿真基本包含分子力場模型，算法以及編程相關內容。其基本原理是根據原子或分子外場影響，以量子物理、分子力學、分子吸收譜等等描述這些物質的屬性，對這些物質進行精確和可行的仿真，從而可以提供準確，實驗可靠性高的模擬數據。
六、量子光學
量子光學是壹個模塊化的技術，其目標是模擬量子物理效果，使激光表象實現基於量子的數學計算或量子編程的應用。量子投射相位，可以用來實現量子力學過程，而構建復雜的量子信息處理系統，可以讓壹個量子信道模擬壹個量子態，量子信息可以在量子信道中傳輸，這樣可以大幅度提高量子信息處理速度和量子應用的先進性，為相關的算法和研究提供了強大的基礎。
七、可控子態
可控子態是對原子系統做出特定操作，以獲得期待的更復雜子態的前沿研究。氖原子的可控子態的建立壹方面是基於原子極性的調控，例如哈密頓量子組合，另壹方面也依賴於與外界的輸入，如外加電場和外加激光。
可控子態可以應用於量子信息與量子計算，並為復雜系統操作提供了直觀的模型，例如多粒子及多自旋有效模型，量子突變檢測技術，量子編碼器等等，可為實現諸如量子糾纏操作，量子力學模擬等相關任務提供壹種強大的基礎。
八、量子物體激發
量子物體激發是物理過程中，利用量子效應將能量註入晶體或固體物質結構之中，使其振動或轉動等現象，從而驅動各種新的物理現象發生或模擬出復雜物理現象的實驗領域。目前，這壹領域正專註於開發新的調控性能技術，以實現強定坐核以及牽引量子態之間的響應，它可以模擬及調控材料的新性質進行檢測及應用，加速物理量子研究的進程，為新材料的發掘和應用提供新的支持。
九、量子重叠
量子重叠是壹個新概念，它有助於解決弱量子力不可觀測的問題，也稱為量子重投射，它可以讓觀測者同時觀測到小型的量子系統的特定量子態，並有助於精準測量。目前研究者正在研究如何利用量子重叠技術檢測量子空間中元素以及分子間的弱相互作用，對應現實生活中的重要問題，比如量子分子組裝，以實現低溫化學過程，以及量子振動激發量子態及科學新原子物質的探索研究。
十、量子變幻性
量子變幻性是指具有量子現象的異常變化結構的壹種特殊物理表現，它通過研究物質的生命周期，深入探究其原子多重態對物性狀態變化的規律，量子變換性是研究多子系統不可破壞性狀態變化的重要方法，其研究可能會促進量子效應在新材料及新能源上的應用。