核心问题 如何可实验、可验证的条件下理解并调控复杂量子体系的演化，一直是量子信息与凝聚态物理的难题。现实量子系统由大量自由度耦合而成，其演化过程往往呈现强关联、强涨落与非平衡特征。经典计算在规模扩大后容易遭遇资源瓶颈，许多关键现象难以准确预测和有效控制。特别是在外场驱动、噪声扰动等接近真实场景的条件下，系统如何从有序走向热化、是否存在可利用的中间稳定阶段，长期缺乏系统性实验检验。 研究突破 研究团队在"庄子2.0"芯片上聚焦非平衡量子动力学中的"预热化"现象。预热化是指系统在走向最终热平衡之前，先进入一个相对稳定、持续时间可观的"准稳态"阶段，既不同于初始态，也尚未完全热化。以往研究多停留在理论推演或小尺度实验验证，且常局限于周期或准周期驱动。 此次工作的关键在于引入超越周期的随机驱动，建立了"可调"的预热化研究框架。实验不仅观察到反直觉的稳定平台，还深入提炼出可控规律，表明预热化并非转瞬即逝的过渡，而是可被设计和利用的动力学结构。 科学意义 该进展在多个层面意义重大。首先，它提供了重要证据：量子系统的热化过程并非单一路径，稳定的中间平台可能成为理解非平衡量子态的重要窗口。其次，量子芯片不仅是通用计算的硬件载体，也可作为高可控的量子模拟器，用于复现经典计算难以触及的复杂演化过程。 有一点是，这一结果并非依靠量子比特数量"堆砌"获得，而是方案设计、测控技术、芯片规模与性能的系统协同。从实验实现到数值验证、再到理论分析，形成了完整的闭环。这种"实验—数值—理论"协同范式提升了结果的可解释性与可复现性，也为后续更大规模的量子模拟提供了技术路径。 下一步方向 推进高水平量子模拟需要在"规模"和"质量"上同时发力。一上，提升量子比特数量是开展更大规模实验的基础；另一方面，更关键的是提升操控精度、降低噪声影响、优化耦合结构与测控链路，确保在复杂驱动条件下仍能稳定制备与读出目标动力学行为。 研究团队计划研制百比特以上的超导量子芯片，探索多种比特耦合架构并发展高精度操控技术，以支持更复杂量子系统问题的实验探索。同时，围绕预热化平台的机理、可调参量的边界以及与其他非平衡现象的联系，还需进一步的理论建模与数值对照，形成可推广的"调控准则"。 前景展望 从国际研究前沿看，非平衡量子动力学与人工驱动调控正与时间晶体、多体局域化等方向相互交汇，成为理解量子物质新形态的重要抓手。此次在量子模拟器上实现随机驱动条件下可调预热化的系统性研究，为有关热点问题提供了新的实验平台，也为大规模量子模拟的数值技术带来启发。 更值得关注的是，量子芯片的价值正从"能否运行"转向"能否给出可验证的独特结果"。在可控驱动、可重复测量与可解释规律的支撑下，量子模拟有望在特定问题上率先展现实用潜力，推动量子与经典计算在竞争与互补中共同演进。
这项研究生动诠释了基础研究如何引领技术革命。当全球量子科技发展进入深水区时，中国科学家正以独特的创新思维打开新局面。科学探索的本质在于不断突破认知边界，而对预热化现象的揭示，或许就是明天实用化量子计算的序章。