第1章介绍规范变换、正则量子化和经典量子对应。第2－5章从规范场的观点统一论述Aharonov－Bohm效应，自旋－轨道耦合动力学，Berry相因子及其应用；揭示Dirac磁单极，超导体Josephson效应和量子态拓扑相因子的关系；动力学旋转对称和分数量子化角动量。第6～7章介绍路径积分。
量子隧穿的瞬子方法及在分子磁体宏观量子效应中的应用；超对称量子力学、孤子（瞬子）稳定性和涨落方程。第8章是光腔中冷原子宏观量子态和Dicke模型量子相变。第9～10章给出Bell不等式及其破坏的量子概率统计理论和实验分析，用超导电路验证非局域关联的方法。第11～13章阐述逻辑门量子计算，Shor量子算法，绝热操控和纠错；超导量子比特的相干调控和退相干，量子计算的囚禁离子方案。第14章是液氦表面上的单电子量子调控理论及量子逻辑门的实现，第15章系统介绍实空间一维波导中光量子散射现象，可为研制单光子输运器件、构建光量子网络等提供理论依据。
本书适用于物理等相关专业的研究人员、教师、研究生和本科高年级学生。