“庄子2.0”量子系统“预热化”新规律获重大突破

近期,我国科研团队在量子模拟领域取得重大突破,命名为“庄子2.0”的芯片给揭示量子系统预热化新规律提供了重要支持。这项研究成果在国际顶级学术期刊《自然》上发表,引起广泛关注。科研团队首次在超导量子模拟器上,实现了对随机驱动量子多体系统中“预热化”平台期的观测与研究。该平台期是影响量子信息存储稳定性的关键物理过程,通过这个研究,科学家们揭示了其深层规律。这次突破性进展是由中国科学院物理研究所研究员范桁带领团队完成的。他们借助怀柔科学城的综合极端条件实验装置,制造出了78个量子比特的“庄子2.0”芯片。这个芯片能够帮助科研人员更好地理解和控制复杂的量子世界。 为了取得这次突破,“庄子2.0”芯片把前代包含43个量子比特的“庄子”芯片给超越了,其规模与性能实现了显著提升。这个芯片在超导量子电路设计、制备与测控全链条技术能力方面也有了很大进步。这一成果给量子计算提供了新方案,为增强量子信息的存储与保持能力做出了贡献。 范桁解释说,“预热化”平台期就像加热一块冰一样,在冰开始融化成冰水混合物时温度会保持一段时间不变。同样地,在量子系统中也会出现这种类似现象,“预热化”平台期是熵增被暂时抑制的动力学过程。但在现实中,这个平台期能持续多久、受哪些因素影响等问题很难精确预测。 “庄子2.0”芯片通过设计精妙的随机调制驱动方法,在78个量子比特上清晰观测到了预热化平台期的出现,并系统研究了驱动参数对平台期持续时间的影响规律。通过这个实验,科研人员绘制出微观世界中信息暂存稳定区的详细地图。 怀柔科学城作为我国重大科技基础设施之一,在这次研究中发挥了重要作用。它提供了极端低温、强磁场等尖端实验条件给“庄子2.0”芯片的制备与运行提供了坚实基础。 这次突破性成果展示了我国在量子科技领域坚持自主创新、潜心基础研究取得的显著成果。“庄子2.0”芯片代表着我国科研人员在这个特定方向上具备了开展国际领先系统性研究能力。 下一步目标是研制出超过100个量子比特的更大规模芯片,并且继续向着实用化量子计算优势和模拟更复杂量子系统迈进。 这个由浪漫命名出发通往现实优势的道路越来越清晰和坚实起来,给我国在全球量子科技竞争中积累了关键筹码。