最近中国科学技术大学潘建伟和陆朝阳带着团队,还有中国科学院郭光灿院士一起搞出了一个重大突破。他们在量子调控领域做了一件特别牛的事情:首次成功地把一个由24个量子比特组成的大系统,通过“庄子2.0”芯片进行了操控。这个过程把原本只能被动等待的现象变成了能主动设计的节奏。这次研究还被《自然》这个顶级期刊收进去了。 量子系统的热化,说白了就是信息在里头到处乱撞、最后耗散掉的过程。以前大家觉得只要一给外部驱动,系统很快就会完全热化了。但最近发现有些系统在彻底乱成一锅粥之前,会先有个比较稳定的“平台期”。就像你把冰块放在室温下:一开始温度升得很快,到了冰水混合那个阶段,即使继续加热,温度也会一直卡在零摄氏度左右。 研究团队就很巧妙地设计了一个准周期随机驱动模型,用在那个“庄子2.0”芯片上。他们在实验中发现,只要调整驱动的频率、相位和关联性,就能把这个平台期的时间给拉长或缩短。比如你想让它在那停久一点,就把驱动弄得更关联一些;要是想让它快点跑完全程,就多加点随机性。 这个控制能力有多强?就像是指挥家手里拿着乐谱在调音一样。研究还在硬件和理论上都有创新。“庄子2.0”的单比特门保真度高达99.95%,两比特门也有99.72%,这保证了它能捕捉到微秒级的微妙变化。理论方面建立了一个“驱动关联度-热化速率”的定量模型,结果跟实验数据匹配度达到了98.7%。 美国能源部也在搞相关计划,欧盟那边也在猛攻非平衡态量子系统。咱们这次突破很有战略意义:能帮着提高容错量子计算机的质量;还能用来做新型传感探测极端环境下的物质状态。 从被动看热闹变成主动去改剧本,这标志着咱们从跟跑变成并跑、甚至领跑的转折点。现在全球量子竞争都在往算法和调控这块儿使劲儿。郭光灿院士就说这成果就像是给量子调控安上了个可编程的阀门。随着技术越来越精,人类或许真的能迈进“定制量子演化”的新阶段了。潘建伟他们自己也说:“理解并掌控量子系统的节奏就像拿到了一把钥匙——我们正在学习如何造更多这样的钥匙。”