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该研究团队提出了一种理论框架，用于描述自由电子束与任意电磁环境中量子化束缚系统相互作用的动力学过程。这一成果将量子光学工具箱扩展到自由电子束领域，为纳米尺度下高度可调的量子调控、成像和光谱应用开辟了新途径。该框架不仅重现了既有研究成果，还揭示了电磁环境能够放大自由电子与束缚电子之间固有的弱耦合效应，从而进入以往无法实现的相互作用领域。研究人员利用这种增强耦合效应，设计了实验可行的相干量子比特控制方案，并实现了对电子束量子数统计特性的无损读取与投影控制。该理论框架可广泛应用于微波频段量子比特、光学纳米光子学、腔量子电动力学，以及电子显微镜与量子信息交叉领域的前沿平台。