中國科學院物理研究所的科研團隊與合作者取得了一項突破性進展:他們通過實驗成功掌握了量子系統的熱化節奏,為人類深入理解和控制復雜的量子世界提供了關鍵支持。相關研究成果已發表于國際權威學術期刊《自然》。
在經典物理世界中,給冰塊加熱時,溫度會先快速上升,隨后在冰水共存階段停滯,直到所有冰融化后溫度才繼續升高。類似現象在量子系統中表現為"預熱化":當外界持續輸入能量時,量子系統不會立即陷入混亂,而是停留在一個相對穩定的中間狀態。這一階段持續時間的長短、變化節奏以及影響因素,均超出了傳統計算機的模擬能力。
科研團隊利用自主研發的78量子比特超導芯片"莊子2.0"開展實驗,通過設計不同的驅動模式(RMD協議),成功調控了預熱化平臺的持續時間。實驗發現,量子系統在特定條件下會形成類似"能量緩沖區"的穩定狀態,外界能量輸入在此階段主要用于維持系統結構而非增加混亂度。只有當這個階段結束后,系統才會迅速進入高度復雜狀態,此時信息擴散速度遠超經典計算機的處理能力。
這項研究首次在實驗層面驗證了量子預熱化的可控性,展示了量子芯片在模擬復雜系統方面的獨特優勢。通過精確調節加熱方式和節奏,科學家能夠像調節閥門一樣控制量子系統的演化進程。這種能力為開發新型量子計算技術奠定了基礎,使人類在探索量子世界的道路上邁出了關鍵一步。









