里德堡原子是指电子轨道半径很大的一类高激发态原子。里德堡原子之间存在很强的长程相互作用，其值比基态原子之间的相互作用大十个以上数量级并可主动操控，从而在量子信息与量子计算、精密光谱与精密测量、非线性与量子光学、非平衡量子多体模拟等中有重要的应用。 对于室温下的里德堡原子气体样品，由于多普勒、碰撞和渡越等光谱增宽效应的存在，原子的热运动掩盖了原子之间的相互作用，给里德堡原子气体的非线性与量子光学效应等问题的研究带来了很大的困难。最近的实验报道了采用短（纳秒）、强（GHz拉比频率）激光脉冲激发里德堡原子、利用四波混频过程中的强色散非线性效应抑制原子的热运动效应，从而在里德堡原子气体中获得了决定性的单光子信号 [Science 362, 446 (2018)]。尽管近年来相关实验发展迅速，但如何描述纳秒时间尺度下室温里德堡原子气体中的强非线性与量子光学特性成为一个急需解决的理论难题。 最近，实验室黄国翔教授课题组报道了室温下里德堡原子气体中纳秒激光脉冲的非线性传输特性的研究成果。通过分析原子碰撞截面与体系温度、原子量子数、能态衰变率等的关系和详细求解光脉冲与原子相互作用的非线性运动方程