全球頂級科學期刊《自然》雜志近日刊登了一項來自中國科學院物理研究所的重要研究成果，該研究在量子計算領域取得突破性進展。科研團隊通過創新性的隨機多極驅動（RMD）技術，成功實現了對量子預熱化平臺持續時間的精準調控，為量子計算的發展提供了新的理論基礎和技術路徑。

量子計算因其潛在的“量子優越性”備受關注。2019年，谷歌利用53量子比特的超導處理器“懸鈴木”，在隨機量子電路采樣任務中僅用200秒就完成了當時最強超算需要1萬年才能完成的計算量，這一成果引發了全球對量子計算的高度關注。然而，要實現量子計算的通用化并超越經典計算機，仍需克服量子退相干、量子糾錯等關鍵技術難題。量子預熱化平臺作為量子系統信息存儲的重要技術，其穩定性和可控性直接關系到量子計算的實用性。

此次研究中，中科院物理研究所團隊在78量子比特的“莊子2.0”芯片上首次觀測到可調控的預熱化平臺。這一成果不僅驗證了近年來量子計算領域的一系列重要理論，還進一步證實了“量子優越性”的存在。研究團隊通過設計隨機多極驅動協議，成功解決了量子多體系統在隨機驅動下的預熱化問題，為量子計算的實際應用奠定了基礎。

研究負責人范桁表示，此次實驗的核心在于驗證大規模量子比特系統中預熱化平臺的存在及其可控性。他指出，盡管78量子比特的芯片并非當前最高比特數的超導芯片，但已達到國際先進水平。研究的關鍵在于解決科學問題，而非單純追求比特數。通過量子計算平臺，團隊成功回答了經典計算機無法解決的復雜問題，展示了量子計算在特定領域的優勢。

范桁還提到，量子計算的發展需要“沿途下蛋”，即在解決科學問題的過程中不斷積累經驗和技術。此次研究不僅推動了量子計算的前沿發展，還為量子計算機的實際應用提供了案例。他舉例說，2019年谷歌宣稱實現了量子優越性，但2022年中國科學院理論物理研究所的團隊通過經典算法在15小時內完成了相同任務，證明經典計算的潛力尚未被充分挖掘。因此，量子計算的優勢需要基于現有知識和算法進行客觀評估。

在談到量子計算的未來時，范桁認為，量子計算機的作用將首先體現在科研領域，如物理、化學和人工智能等。他比喻說，超級計算機剛建成時也曾閑置一段時間，但隨著需求的增加，其價值逐漸顯現。量子計算機同樣如此，未來五到十年內，其科學價值將更加突出。然而，當前量子計算仍面臨技術障礙，如大規模量子計算的精度問題和技術路徑的不確定性。超導量子計算、中性原子量子計算和離子阱量子計算等路徑各有優勢，最終哪種技術會成為主流尚需觀察。

范桁進一步指出，解決精度問題和擴展性問題是實現通用量子計算機的關鍵。隨著精度的提升，量子糾錯技術將取得突破，最終推動量子計算向百萬量子比特級別發展。他預計，這一目標可能在十年左右實現。回顧個人經歷，范桁表示，2000年剛進入量子計算領域時，大多數人認為其商業化需要五十年時間，但如今預期已大幅提前。盡管不同人對量子計算的發展時間表存在分歧，但他對其變革性潛力充滿信心。