中國科學(xué)院物理研究所的科研團(tuán)隊(duì)與合作者取得了一項(xiàng)突破性進(jìn)展：他們通過實(shí)驗(yàn)成功掌握了量子系統(tǒng)的熱化節(jié)奏，為人類深入理解和控制復(fù)雜的量子世界提供了關(guān)鍵支持。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。

在經(jīng)典物理世界中，給冰塊加熱時(shí)，溫度會(huì)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(xù)升高。類似現(xiàn)象在量子系統(tǒng)中表現(xiàn)為"預(yù)熱化"：當(dāng)外界持續(xù)輸入能量時(shí)，量子系統(tǒng)不會(huì)立即陷入混亂，而是停留在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的中間狀態(tài)。這一階段持續(xù)時(shí)間的長短、變化節(jié)奏以及影響因素，均超出了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的模擬能力。

科研團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的78量子比特超導(dǎo)芯片"莊子2.0"開展實(shí)驗(yàn)，通過設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動(dòng)模式（RMD協(xié)議），成功調(diào)控了預(yù)熱化平臺(tái)的持續(xù)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，量子系統(tǒng)在特定條件下會(huì)形成類似"能量緩沖區(qū)"的穩(wěn)定狀態(tài)，外界能量輸入在此階段主要用于維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而非增加混亂度。只有當(dāng)這個(gè)階段結(jié)束后，系統(tǒng)才會(huì)迅速進(jìn)入高度復(fù)雜狀態(tài)，此時(shí)信息擴(kuò)散速度遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的處理能力。

這項(xiàng)研究首次在實(shí)驗(yàn)層面驗(yàn)證了量子預(yù)熱化的可控性，展示了量子芯片在模擬復(fù)雜系統(tǒng)方面的獨(dú)特優(yōu)勢。通過精確調(diào)節(jié)加熱方式和節(jié)奏，科學(xué)家能夠像調(diào)節(jié)閥門一樣控制量子系統(tǒng)的演化進(jìn)程。這種能力為開發(fā)新型量子計(jì)算技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，使人類在探索量子世界的道路上邁出了關(guān)鍵一步。