我国科学家成功调控量子系统预热化过程 为量子计算稳定性突破奠定基础

量子计算技术的实用化进程长期受制于系统稳定性难题。

当量子系统在外界驱动下演化时,会经历从有序到混沌的复杂过程,这一过程中信息极易丢失,如同墨滴入水后的不可逆扩散。

传统理论认为,系统在完全热化前会经历短暂的预热化阶段,但如何干预这一微观过程始终是国际学界未解的挑战。

研究团队基于自主研发的"庄子2.0"超导量子芯片,创造性地设计了具有分形特征的驱动序列。

通过调节驱动参数的时空分布,科学家首次在实验中观测到:系统混乱度的增长可被人为控制在特定阈值内,平台期持续时间最长可延长至自然状态的3倍。

该成果验证了非平衡态量子系统中存在可控的"动力学临界点",这一发现颠覆了传统热力学平衡理论对量子退相干过程的认知。

技术突破背后是方法论的创新。

团队开发的"随机多极驱动"技术,通过模拟自然界中雪花结晶、海岸线等分形结构的自相似特性,构建出复杂度可编程的量子操控序列。

实验数据显示,当驱动频率呈现特定比例关系时,系统会表现出显著的抗热化特性。

这种"以无序对抗无序"的调控策略,为量子纠错提供了全新思路。

业内专家指出,该研究具有双重价值:在基础研究层面,首次在实验中捕捉到量子多体系统演化的临界特征;在应用层面,通过延长量子相干时间的有效窗口,可使现有量子处理器运行复杂算法的成功率提升40%以上。

目前,团队正将相关技术应用于200比特级量子模拟器的研发,未来有望在材料模拟、密码破译等领域形成突破性应用。

从热化不可避免到平台期可调可控,科学探索正在把量子世界的复杂演化转化为可被利用的资源。

把握量子系统走向混乱前的“缓冲期”,不仅是对非平衡物理规律的深化认识,也为提升量子计算与量子模拟的稳定性打开新的窗口。

随着硬件规模与控制手段协同演进,更多“可控的复杂性”有望被转化为面向未来产业与科研需求的真实能力。