“能量缓冲带”破解量子系统的大难题

大家都在议论2月10日这个日子,因为晋浩天在光明日报上发出了一则令人振奋的消息。赵宏政研究员和中国科学院物理研究所的范桁研究员,还有北京大学物理学院的团队,终于破解了量子系统的一个大难题,那就是“能量缓冲带”的打造。这个发现可真是太棒了! 科学家们把脆弱的量子系统比作风暴中的蜡烛,只要稍微一吹风就会熄灭。现实中,用来操控量子比特的外界驱动,往往像不断往火堆里加柴,让它快速升温热化,结果就失去了奇特的量子特性。这一直是量子计算和模拟走向实用的最大瓶颈。 但这次他们给我们带来了惊喜。他们通过设计驱动场的内部节奏,成功为量子系统搭建了一个“能量缓冲带”,减缓了失控的进程。这项研究成果最近发表在《自然》上了。 这次研究团队专注于一个现象叫做“预热化”,系统在最终失控前能进入一个相对稳定的状态。他们提出了一种新方案叫“随机多极驱动”,核心就是主动设计驱动的时间结构,抑制低频部分来减缓能量积累。 赵宏政还提到实验在“庄子二号”上进行,这个超导量子处理器包含78个量子比特。他们让系统从有序状态出发,在精心设计的随机驱动下演化。结果很喜人:系统经历上千个周期后没有快速过热,反而展现出一个持久稳定的平台。 这个研究还观察到了纠缠熵快速增长,说明经典计算机难以模拟这种过程,也显示出量子模拟器在前沿物理中的优势。 赵宏政最后说:通过深入理解物理机制设计精巧方案,我们完全有可能在实验噪声和干扰中给脆弱的量子态开辟足够长的稳定窗口。这项研究不仅深化了我们对非平衡量子物理的理解,也为未来更可靠、强大且可扩展的技术奠定了基础。 真是一个值得庆祝的消息!科学家们正在为我们揭开未来科技的新篇章。