2月2日，光明日报北京记者崔兴毅带来一个喜讯：中国科学院物理研究所和北京大学的科学家们，在北京合作搞出了个大新闻。他们在国际上第一个利用超导量子芯片，直接给量子多体系统找到了那个“慢放键”。实验中，他们在拥有78个量子比特的超导量子处理器“庄子2.0”上动手脚，通过一种特别的“随机多极驱动”序列，就像在煮东西时控制火候一样，成功把系统走向混沌前的“预热化”平台期给抓住了。这个中间状态就像冰融化成水前，温度会长时间停留在0度一样反直觉。在这个阶段，信息扩散被压制住了，系统短暂保住了有序性。 当平台期一结束，系统内部的纠缠度就飙升起来，变得特别复杂。研究人员范桁解释说，用传统的经典计算机去算一个近百比特的大系统，那状态空间简直大得吓人，根本没法模拟全态。但量子处理器不一样，它就是个天然的“风洞”，能直接演化揭示规律。他们特意把超导量子模拟器的结果跟顶尖的张量网络算法比了比，发现量子模拟器确实更胜一筹。 这次研究的重要意义在于告诉我们，在量子信息完全消散前，还有个宝贵的时间窗口可以利用。通过理解并延长这个阶段，就能更好地保护量子信息不被噪声毁掉。未来的计划是搞更大、性能更高的量子芯片，争取让量子计算从原理验证变成实实在在能用的技术。 说到量子技术能解决哪些传统难题，那就是它能用“叠加”和“纠缠”的原理去处理海量并行可能性和复杂的相互关系。比如要研发新药或新材料，化学家用经典计算机去算单个分子的电子运动都很费劲。但量子计算机自己就是个遵循量子规律的模拟器，能直接模拟化学反应路径。 再比如互联网现在用的RSA公钥密码体系，安全性建立在分解大质数难这个基础上。而量子力学本身就提供了“量子密钥分发”这个解决方案，因为它利用了量子态不可克隆的原理。这次科学家对“预热化”的调控就好比是驯服那匹天性不羁的骏马，学会怎么安抚它让它跑更稳更长时间。