问题—— 量子系统外部驱动或非平衡状态下会吸收能量——信息逐步丧失——最终走向热化。与人们直观想象的"从有序到混乱"不同，许多量子多体系统在完全热化前会停留在一个相对稳定的阶段，称为"预热化"。这个阶段能持续多久、何时加速或减缓、由哪些参数决定，是当前非平衡量子物理的重要课题。由于系统自由度随量子比特数指数增长，经典计算难以在可接受的时间内给出可靠预测，实验上也长期缺乏对此现象的直接观测和系统研究。 原因—— 从物理机制看，预热化与量子多体相互作用、外场驱动方式以及系统的守恒量和准守恒量密切涉及的。部分信息在一定时间内被"锁定"在特定的动力学通道中，使系统表现为暂时的稳定状态。但随着时间推移，量子相干和纠缠的增长会打破这种锁定，推动系统进入真正的热化。正因为多个时间尺度相互竞争，预热化的演化节奏对外部参数极为敏感。传统数值方法受限于计算资源和误差累积，难以在大规模系统上给出可验证的定量结果。突破这一瓶颈的关键在于利用可控的量子系统直接进行实验。 影响—— 本研究在包含78个量子比特的超导芯片"庄子2.0"上成功观测到预热化现象，并提取出其演化规律。研究不仅证实了预热化平台的存在，还表明其演化节奏可以被刻画和调控。这项进展具有两上意义：首先，为非平衡量子动力学提供了有力的实验支撑，使以往主要停留理论层面的预热化研究得以在更大规模的系统中验证和复现；其次，展示了量子芯片在量子模拟中的独特价值——用可编程的量子系统模拟自然界难以解析的复杂演化，为研究强关联材料、量子相变、热输运等问题提供新工具。更重要的是，掌握热化节奏意味着研究者不仅能观察量子系统如何走向混乱，还可能找到调控方法，为未来量子器件的稳定性和可用性提供基础依据。 对策—— 后续工作需要在三个上深化：其一，加强实验与理论的结合，采用多种驱动方式、不同相互作用结构和初态进行系统对比，建立可复用的动力学"参数—响应"图谱；其二，提升量子芯片的控制精度和一致性，降低噪声与误差，使预热化时间尺度和平台特征的测量更加稳定可重复；其三，推动跨团队合作，结合冷原子、离子阱等多类量子平台进行交叉验证，形成多平台一致性的证据链。科研组织层面，建议加大对基础科学问题的长期支持力度，鼓励开放共享和标准化测量流程建设，推动成果从单点突破走向体系化积累。 前景—— 从全球量子科技发展看，量子计算的路线既包括远期的通用容错机器目标，也包括近期可实现的量子模拟方向，即解决经典计算"算不清、算不完"的复杂系统问题。本研究在较大规模超导量子芯片上捕获预热化规律，标志着我国团队在量子多体非平衡研究和量子模拟能力建设上取得关键进展。随着量子比特规模、操控精度和纠错能力提升，对热化节奏的研究有望扩展到更复杂的驱动场景和更长时间尺度，形成对复杂量子系统演化的可预测、可调控框架，并为新材料机理探索、量子器件设计和高精度测量等领域提供支撑。
这项研究成果深化了人类对微观世界的认识，展示了我国在量子科技领域的创新能力。从基础研究的原始创新到关键技术的自主可控，中国科学家正稳步向量子科学的前沿迈进。在全球科技竞争加剧的背景下，这类突破性进展将为建设科技强国提供新的动力。