非平衡量子輸運對從納電子技術到熱管理等領域的技術進步至關重要。本質上，它涉及能量和（準）粒子通過熱力學浴之間的量子通道的相干轉移。然而，對量子輸運的完整理解要求能夠在平等的基礎上同時模擬和探測宏觀和微觀物理現象。在該研究中，來自新加坡科技設計大學的Dario Poletti團隊利用超導量子處理器，通過使用量子比特梯度模擬熱浴，首次演示了非平衡穩態量子輸運現象。他們的實驗結果表明，隨著浴的規模變化，初態化過程的宏觀細節和熱力學波動顯著減少，這與熱力學浴的理論預測一致。實驗結果進一步提供了非平衡多體量子系統的純態統計力學和預熱機制的直接證據。
文章要點：
(1) 該研究利用超導量子處理器，實現了對非平衡穩態量子輸運的實驗探索，并揭示了量子態熱力學與粒子電流的關系；
(2) 實驗證明，通過操作熱浴的宏觀特性，可以控制電流，包括填充和結構特性；
(3) 該研究為強相關量子物質中的非平衡量子輸運的實驗探索開辟了新路徑。
參考資料：
Zhang, P., Gao, Y., Xu, X. et al. Emergence of steady quantum transport in a superconducting processor. Nat Commun 15, 10115 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54332-9
10.1038/s41467-024-54332-9
