中國科學(xué)家在量子世界實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵控制揭示“預(yù)熱化”平臺(tái)(2)

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2026-02-04 08:00:43 中國科學(xué)院

該成果不僅是對(duì)復(fù)雜量子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)認(rèn)知的重要推進(jìn)，也為量子調(diào)控技術(shù)提供了新思路。未來將致力于研制規(guī)模更大、性能更高的量子芯片，探索更豐富的多體物理現(xiàn)象，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“可驗(yàn)證的實(shí)用化量子優(yōu)勢”，推動(dòng)量子計(jì)算從原理演示走向?qū)嶋H應(yīng)用。

量子技術(shù)還能解決哪些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和經(jīng)典方法束手無策的難題呢？其核心優(yōu)勢在于利用“疊加”與“糾纏”等獨(dú)特原理，從本質(zhì)上處理海量并行可能性和極度復(fù)雜的相互關(guān)系。例如，模擬自然本身。要研發(fā)一種新藥或一種高性能電池材料，化學(xué)家需要在實(shí)驗(yàn)室大量試錯(cuò)，因?yàn)榧词故菃蝹€(gè)分子，其電子如何圍繞原子核運(yùn)動(dòng)（量子行為），用超級(jí)計(jì)算機(jī)精確模擬也極為吃力。而量子計(jì)算機(jī)本身就是一個(gè)遵循量子規(guī)律的“模擬器”，可以直接模擬化學(xué)反應(yīng)過程，精準(zhǔn)預(yù)測分子的性質(zhì)、反應(yīng)路徑和最終產(chǎn)物，從而加速新藥研發(fā)、高性能催化劑和新能源材料的發(fā)現(xiàn)。

此外，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的安全基石廣泛依賴RSA等公鑰密碼體系，其安全性基于經(jīng)典計(jì)算機(jī)分解大質(zhì)數(shù)極端困難。量子力學(xué)本身也提供了解決方案——“量子密鑰分發(fā)”。它利用量子態(tài)不可克隆的原理，使得任何竊聽行為都會(huì)留下痕跡，從而實(shí)現(xiàn)原理上絕對(duì)安全的通信。

回到本次研究，科學(xué)家對(duì)量子系統(tǒng)“緩沖期”（預(yù)熱化）的精準(zhǔn)調(diào)控，正是在解決量子系統(tǒng)自身“噪聲”與“混亂”這一問題上取得的進(jìn)展——這好比在試圖駕馭一匹擁有巨大潛力但天性不羈的駿馬之前，先學(xué)會(huì)如何理解和安撫它的脾氣，讓它穩(wěn)定奔跑的時(shí)間更長。中國科學(xué)家在量子世界實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵控制揭示“預(yù)熱化”平臺(tái)！

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