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中国团队掌握量子系统热化节奏 预热化平台可控规律发现

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2026-01-29 14:29:05  光明网

中国科学院物理研究所的科研团队和合作者们通过实验，掌握了量子系统的热化节奏，使人们离理解和控制高度复杂的量子世界更近了一步。相关成果已在1月28日发表于国际学术期刊《自然》。

在科幻电影《流浪地球2》中，依赖量子计算的超级智能体“MOSS”能够预测和掌控人类难以理解的复杂系统。现实中，当量子系统被外部力量不断推动时，它的“热化”过程并不总是单调进行，而可能在完全混乱前停留在一个短暂却稳定的阶段。这个反直觉的“预热化”会持续多久、何时加快或减慢，以及受到哪些因素影响，早已超出经典计算机的预测能力。

给量子系统“加热”好似给一块冰升温。一开始温度上升很快，随后进入冰和水共存的阶段。此时即便继续加热，温度依旧长时间卡在0℃不再上升，因为能量被用来“融冰”而不是升温。量子系统中也出现了类似情形——外界不断输入能量，但系统并没有立刻变得混乱，而是停留在一个相对稳定的“预热化平台”。通过改变加热的方式和节奏，科学家可以调节平台的持续时间。只有当这个阶段结束后，系统才会像冰完全融化后那样，内部状态迅速变得复杂，信息在整个系统中扩散，其复杂程度经典计算机已经无法算准。

科研团队在一块包含78个量子比特的超导芯片“庄子2.0”上进行了实验，不仅发现了预热化平台和可控规律，还展示了量子芯片在模拟复杂系统上的独特优势。通过这样的研究，我们对理解和控制高度复杂的量子世界有了新的进展。

(责任编辑：zhangxiaohua)
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