量子领域新突破，观测到预热化平台

近日，量领我国科学家在量子多体物理研究中获得重要进展。域新由中国科学技术大学潘建伟院士团队联合中科院物理所、突破清华大学等单位，观测在超冷原子量子模拟平台上首次实验观测到“预热化平台”（prethermalizationplateau）这一长期存在于理论预言中的到预非平衡量子现象。该成果为理解繁琐量子系统如何从混沌走向热平衡提供了关键实验证据，热化也为未来量子精密测量和量子热机设计开辟了新路径。平台

在经典世界中，量领一杯热水放入室温环境会慢慢冷却至与环境同温——这是域新热力学第二定律的体现。但在孤立的突破量子系统中，由于量子相干性和守恒律的观测约束，系统并不会立即达到热平衡，到预而是热化可能在一个中间态“卡住”较长时间，形成所谓的平台“预热化平台”。这一阶段虽非最终平衡态，量领却表现出类热化的统计特性，是连接初始量子态与最终热平衡的关键桥梁。

研究团队利用高度可控的光晶格中超冷铷原子系统，通过精确调控原子间相互作用强度和初始激发条件，胜利制备出远离平衡的量子多体态。借助高分辨率成像技术，他们实时追踪了系统能量分布和关联函数的演化过程，清楚捕捉到系统在达到真正热平衡前，经历了一个继续数百毫秒的稳定平台期——其特征与理论预测的预热化行为高度吻合。

这一发现不仅验证了近二十年来量子统计物理的核心猜想，更拥有幽远应用潜力。例如，在量子计算中，预热化平台可作为“呵护窗口”，延缓量子信息因环境干扰而退相干；在量子传感领域，利用平台期的稳定性可提升测量精度；而在新兴的量子热力学中，该机制或可用于设计高效微型量子热机。

国际权威期刊《物理评论快报》审稿人评价：“这项工作以无与伦比的控制精度，将抽象的多体量子动力学理论转化为可视、可测的现实，是量子模拟领域的典范之作。”

从“看见”量子纠缠到“捕捉”非平衡演化，中国科学家正不断拓展人类对微观世界的认知边界。预热化平台的观测，不仅是一次基础科学的胜利，更是通向未来量子技术实用化的重要一步——在混沌与秩序之间，我们终于看清了那座过渡的桥梁。

(责任编辑：科普)