量子超化学是冷原子物理学重要的研究领域之一，原子与分子的量子相干控制在高精密测量，量子信息存储、操控与提取技术等领域有着非常重要的意义。在本文中我们主要研究了相干物质波的超冷化学反应过程，包括原子-四聚物的转换，激光催化下的自旋混合反应、磁光调控的偶极旋量凝聚体、长程偶极-偶极相互作用的光探测与旋量分子的产生．　　 在第一章中，我们介绍了玻色爱因斯坦凝聚现象，和国内外的发展现状，以及冷分子的形成和量子超化学的发展。　　 在第二章中，我们研究了原子-四原子分子的产生，我们强调两种技术方法，首先是我们最熟悉的Feshbach辅助下的光缔合技术，此过程中不存在相干布局捕获暗态，并且由于中间激发态二原子分子态的非零布局，此过程是不稳定的。相反的，用三体Efimov共振代替两体的Feshbach共振，则存在暗态，并有稳定的原子-三原子分子产生。　　 在第三章中，我们研究了激光催化旋量凝聚原子自旋混合(含自由度的量子超化学调控)。采用激光催化技术，实现以分子为中间媒介的光控原子自旋混合过程，相比熟知的磁调控，这种方法可以在自旋分量间实现双向转化，自旋振荡周期和振幅均可调节，甚至实现自旋冻结；此外。还可以实现新奇的光控铁磁-反铁磁相变(远比长程偶极作用效果明显)。　　 在第四章中，我们考虑了一个具有长程磁偶极-偶极相互作用的自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体，并研究外部所加缔光场对自旋混合中的作用。尤其缔合光和磁偶极-偶极作用之间的相互作用为我们提供了一种新颖的途径，通过它，我们可以更灵活的量子调控偶极旋量凝聚体中的自旋混合动力学行为。　　 第五章对全文进行了总结全文结论，并提出了今后研究方向和对以后的研究工作进行了展望。