量子系统的热化过程长期以来被认为是不可逆的：系统中的能量与信息逐步扩散并趋于均匀，最终走向热平衡，类似一滴墨水在清水中慢慢散开，最初的结构信息随之淡化；此过程直接决定量子计算机中信息能够保持的时间，关系到量子计算的可靠性与可用性。 然而，中国科学院物理研究所与北京大学的研究团队通过实验发现，量子系统的热化并非简单的单向直线过程。在完全进入混乱状态之前，系统会先进入一个相对稳定的“预热化平台”阶段。此时系统仍在演化，但能够在一段时间内保留初始信息，并不会立刻变得完全无序。这一结果表明，量子系统走向热平衡的进程并非完全不可改变，而具有一定的可调控空间。 研究团队负责人许凯用经典物理现象作类比：就像给冰块加热，在完全融化成水之前，温度会长期停留在0℃的相变平台。量子系统同样会出现类似的稳定阶段，其机制与经典相变中的“平台”现象有相通之处。更重要的是，这一现象提示：强驱动并不必然意味着系统会立即快速热化。 为更验证并研究该现象，团队在自主研发的“庄子2.0”超导量子芯片上开展系统实验。该芯片包含78个量子比特。实验表明，通过调节驱动的节奏与方式，研究人员可以有效控制量子系统在预热化平台上的停留时间：既能延长平台期，也能促使系统更快进入下一阶段。这意味着热化不再只是系统被动经历的自然演化过程，而可以在一定程度上被主动调控。 这一发现带来重要应用启示。预热化平台的稳定性与可控性，为量子信息的长期保存提供了潜在时间窗口。若能进一步理解并延长这一平台期，未来量子计算机有望在该相对稳定阶段内完成关键计算操作，降低量子态受干扰的影响，从而提升运算的可靠性与准确性，这对实现大规模、高保真量子计算具有关键意义。 此外，该研究还与时间晶体、多体局域化等前沿方向形成关联，为通过人工驱动调控复杂量子系统提供了新的实验与理论线索。有关探索有助于加深对量子多体系统复杂行为的理解，并推动量子物理基础研究向前发展。 研究团队表示，下一步将继续研制更大规模、性能更优的超导量子芯片，进一步探索更复杂的多体物理问题，争取实现具有实际应用价值的“可验证的实用化量子优势”。这也表明，量子计算正逐步从基础研究走向可用技术形态，向更广泛的实际应用迈进。
从观测现象到理解规律再到实现调控，这项研究显示我国量子体系控制上正在形成更强的原创能力。基础研究与工程实现的结合，不仅有助于揭示复杂量子系统的演化机制，也为成果从实验室走向应用提供了更清晰的路径。在全球量子科技竞争加速的背景下，这类突破将深入巩固我国在有关领域的竞争力。