冷原子体系的量子波动性、宏观量子相干性和人工可调控性，使其成为了一个全新的量子体系，其新颖的量子态和奇异物性的研究是国际上具有前瞻性和挑战性的前沿领域。自1995年实现稀薄气体玻色—爱因斯坦凝聚以来，从单组分、简单相互作用的研究逐渐过渡到多组分、复杂多体效应以及自旋—轨道耦合、非厄米、强关联、无序效应等新物理的研究。
文章介绍了近几年冷原子方面的研究进展，包括冷原子的相关技术，冷原子在量子精密测量、量子模拟和量子计算方面的重要工作，期望给未来的研究以新启迪。
在微观物理学中，温度是原子做无规则热运动剧烈程度的度量标准：温度越高，原子的运动速率越快，热运动越剧烈；温度越低，原子的运动速率越慢，热运动越微弱。这种无规则热运动是难以预测和操控的，往往会在实验过程中引入误差。
可想而知，如果能够尽量减弱原子热运动的剧烈程度，也就是尽可能地降低温度，就会使实验得到极大优化，这一研究领域统称为冷原子物理。
冷原子具备以下两个特征：第一，冷原子运动速率慢，相互之间碰撞少，使其易于操控的同时也降低了能谱的展宽，有助于提高测量精度；第二，冷原子的德布罗意波长很长，表现出明显的量子特征，具有很强的相干性，可以产生宏观量子效应，一个最重要的代表就是玻色—爱因斯坦凝聚态 (BEC)，其中所有的玻色子都处于能量最低的基态。基于这两个优异的特性，冷原子物理在量子精密测量、量子模拟、量子计算等诸多领域具有广泛的应用。
1975年，Hänsch和Schawlow提出了激光冷却的方法，基本原理是利用光子与原子之间的散射降低原子的运动速率，从而达到冷却的效果。激光冷却可以获得极低的温度，为人们研究冷原子物理打开了一扇大门。1982年，Phillips等人首次实现了中性钠原子的激光冷却，将钠原子的速度降低到原来的4%，相当于把温度降低到70 mK。
仅仅在三年后，朱棣文等人就将钠原子进一步冷却到240 μK，达到了多普勒冷却的极限。之后，偏振梯度激光冷却、速度选择相干粒子数囚禁冷却等方法更是突破了多普勒冷却极限。时至今日，人们已经可以在实验室中获得pK级别的温度，正逐渐向绝对零度逼近，并且实现了几乎所有碱金属原子以及部分碱土和稀土原子的冷却。除了原子外，对分子和离子的冷却也逐步被实现。
Langin等人通过对超冷中性原子气体进行光电离得到了超冷中性等离子体，温度达到50 mK，打破了传统的高温等离子体的限制，使中性等离子体的研究深入到强耦合区域。甚至人们还对反物质进行了激光冷却的研究。
2021年，Baker等人首次对一个反质子和一个反电子组成的反氢原子进行了一维的激光冷却，观察到了比未冷却的反氢原子更窄的1s—2s跃迁光谱，这一结果会促进正在进行的对反氢原子的光谱和引力的研究，并为未来的反物质实验开创了新方法。