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1月28日，中國科學院物理研究所/北京量子信息科學研究院智能量子團隊聯(lián)合北京大學等國內外機構，在78量子比特超導芯片“莊子2.0”上完成量子系統(tǒng)預熱化調控實驗，相關成果在線發(fā)表于《自然》國際期刊，為理解與控制復雜量子動力學邁出關鍵一步。

量子系統(tǒng)熱化是指能量與信息均勻分布、趨近熱平衡的過程，過快熱化會導致量子信息丟失，直接制約量子計算實用化。研究發(fā)現(xiàn)，量子系統(tǒng)受外場驅動時并非立即混亂，而是存在穩(wěn)定的“預熱化平臺”，類似冰融水時溫度長期維持在0℃的階段，該反直覺現(xiàn)象超出經典計算機模擬能力。團隊采用隨機多極驅動技術，基于Thue-Morse序列調節(jié)驅動階數與周期，成功調控預熱化平臺持續(xù)時間。

實驗顯示，預熱化階段系統(tǒng)保留初始信息、熵增受抑，結束后糾纏快速增長、信息呈體積律擴散，經典算法無法精準描述。78比特芯片雖非當前最高比特數，卻憑借創(chuàng)新方案、特色測控與芯片性能協(xié)同，首次在量子模擬器上實現(xiàn)超越周期驅動的可調預熱化研究，為量子模擬提供新范式。

該成果為人工驅動調控量子系統(tǒng)開辟新方向，可與時間晶體、多體局域化等熱點問題結合，同時為大規(guī)模量子模擬數值方法提供新思路。該團隊表示，未來將研制百比特以上超導芯片，探索更復雜的多體問題，力爭實現(xiàn)“可驗證的實用化量子優(yōu)勢”，推動量子計算從基礎研究邁向實用化。