中國科學院物理研究所的科研團隊近日取得一項重要突破，他們通過實驗成功掌握了量子系統(tǒng)熱化的動態(tài)規(guī)律，為人類深入理解并操控復雜的量子世界提供了新路徑。相關研究成果已在國際權(quán)威學術期刊《自然》上發(fā)表，引發(fā)學界廣泛關注。

量子系統(tǒng)的熱化過程長期困擾著科學家。當外部能量持續(xù)輸入時，系統(tǒng)不會立即陷入混亂狀態(tài)，而是會經(jīng)歷一個相對穩(wěn)定的"預熱化平臺期"。這一階段類似于冰融化時出現(xiàn)的固液共存現(xiàn)象——即使持續(xù)加熱，溫度仍會長時間停滯在0℃，因為能量被用于破壞晶體結(jié)構(gòu)而非提升溫度。在量子領域，這種反直覺現(xiàn)象的持續(xù)時間、變化節(jié)奏及其影響因素，早已超出傳統(tǒng)計算機的模擬能力。

研究團隊采用自主研發(fā)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(qū)動模式（RMD協(xié)議），成功實現(xiàn)了對預熱化平臺持續(xù)時間的精準調(diào)控。實驗數(shù)據(jù)顯示，通過改變能量輸入的節(jié)奏和方式，可以顯著延長或縮短系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定狀態(tài)的時間。這一發(fā)現(xiàn)驗證了量子芯片在模擬復雜系統(tǒng)方面具有經(jīng)典計算機無法比擬的優(yōu)勢。

當預熱化階段結(jié)束后，量子系統(tǒng)會迅速進入高度混亂狀態(tài)，此時信息在系統(tǒng)中快速擴散，其復雜程度遠超現(xiàn)有計算設備的處理能力。科研人員比喻稱，這就像冰塊完全融化后，水溫開始快速上升的過程。通過掌握這種動態(tài)轉(zhuǎn)變規(guī)律，科學家為開發(fā)新型量子計算技術開辟了新方向。

該研究首次在實驗層面證實了量子系統(tǒng)熱化過程的可控性，為解決量子計算中的關鍵難題提供了重要實驗依據(jù)。研究團隊表示，下一步將探索更多類型的量子系統(tǒng)，進一步驗證相關規(guī)律的普適性，為構(gòu)建實用化量子計算機奠定基礎。