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物理电子学是近代物理学,电子学,光学,光电子学,量子电子学及相关技术与学科的交叉与融合,主要在电子工程和信息科学技术领域进行基础和应用研究.激光的发明标志着电子学的工作频段延伸到了光学频段,产生了光电子学,导波光学与集成光学等新兴学科分支,并已成为电子信息科学发展新技术的基础.近年来本学科发展特别迅速,促进了电子科学与技术其它二级学科以及信息与通信系统,光学工程等相关一级学科的拓展,形成了若干新的科学技术增长点,如光波与光子技术,信息显示技术与器件,高速光通信系统与网络等,成为二十一世纪信息科学与技术的重要基石之一.

物理电子学研究粒子物理、等离子体物理、激光等物理前沿对电子工程和信息科学的概念和方法所产生的影响，及由此而形成的电子学的新领域和新生长点。本学科重研究在强辐照、低信噪比、高通道密度等极端条件下，处理小时间尺度信号的技术，以及这些技术在广泛领域内的应用前景。以下的研究方向所要解决的问题超越单一学科的研究领域，形成物理电子学的一个突特的部分：

量子通讯理论和实验研究：量子计算机是未来计算机的发展方向，在理论和实验上研究量子通讯技术是实现下一代计算机的基础，对量子计算机的研究有着非常重要的意义。