科研团队发现量子系统预热化规律 推进可控量子计算发展

量子计算作为下一代信息技术的核心方向,其发展长期受制于量子态的脆弱性。量子系统演化过程中产生的热化现象,往往使计算结果难以稳定保存,成为制约实用化的关键瓶颈。 针对该世界性难题,我国科研团队通过自主研发的超导量子处理器"庄子2.0",系统研究了多体量子系统的动力学过程。实验数据显示,在完全热化发生前,系统会经历一个持续时间约50纳秒的预热化阶段。该阶段显示出特殊的亚稳态特征,其持续时间可通过调控系统参数实现3倍以上的延展。 这一发现具有多重科学价值:首先,预热化窗口期为量子信息存储提供了关键时间缓冲;其次,可控调节特性为设计抗干扰量子操作开辟了新思路;更重要的是,研究首次在实验层面验证了非平衡态量子多体系统的分级热化理论。 研究团队负责人表示,该成果将直接推动三上技术突破:提升量子比特相干时间30%以上、优化错误校正方案效率、增强复杂算法的执行稳定性。目前,有关调控技术已申请5项国际专利,预计两年内可应用于72比特级量子处理器。 纵观全球量子科技竞争格局,美国、欧盟近年相继投入数十亿美元推进实用化研究。我国通过"十四五"量子信息专项规划,已在超导、光量子等技术路线形成体系化布局。此次突破不仅巩固了基础研究优势,更在工程化应用环节抢占了先机。

量子世界的复杂性并非完全不可控,其中可能具有可利用的规律;对预热化阶段的发现与调控表明,在热化完全发生前仍有机会保存信息、争取时间。随着从理论研究到工程应用的持续推进,量子计算的可靠性和实用性将不断提升,为未来信息技术发展奠定更坚实的基础。