时间依赖的驱动已成为创造新型非平衡相的有效工具，例如离散时间晶体和弗洛凯拓扑相，这些相在静态系统中不存在。打破连续时间平移对称性通常会导致驱动的量子系统吸收能量，最终加热到一个特征缺失的无限温度状态，在这种状态下，相干结构会丧失。
理解这个加热过程的发生速度以及是否能够控制它，已成为非平衡物理学中的一大挑战。已知高频的周期性驱动可以延迟加热，但对于更一般的非周期性驱动协议下的加热动态，了解得却少得多。
在量子处理器上的随机驱动
在《自然》上发表的一项研究中，中国科学院物理研究所的科学家们与合作伙伴一起，在一个二维的大型超导量子处理器上进行了随机多极驱动实验：庄子 2.0，并观察到一个长寿命的预热阶段，在该状态下，系统暂时避免了完全热平衡。
庄子 2.0由78个量子比特构成，排列成一个6×13的晶格，配备了137个可调耦合器。系统初始化为密度波配置，然后通过一系列随机结构的控制脉冲来驱动，这些脉冲由两个参数来描述：驱动顺序和每个驱动单元的持续时间。
跟踪能量吸收和预热阶段
通过监测粒子数的不平衡和纠缠熵在时间演化中的变化，跟踪了系统在多达1000个驱动周期内是如何吸收能量的。
科学家们揭示，系统并没有立即升温；相反，它进入了一个预热阶段，在这个阶段，熵和粒子不平衡几乎保持不变，之后系统迅速升温。发现这个阶段的寿命可以双重调节，并且与驱动频率之间呈现明显的幂律关系，具有普适的标度指数2n+1的形式，将加热时间尺度与随机驱动的结构直接联系起来。
纠缠增长与模拟限制
进一步分析表明，在后期，纠缠在系统中扩散，并遵循强体积定律的缩放规律。在这一阶段，常用的经典模拟方法，包括张量网络方法，无法重现观察到的动态，突显了大规模驱动量子系统中加热过程的复杂性。
这项研究提供了一种新的方法，可以超越周期性和准周期性协议来研究热化。可调的预热平台及其缩放特性观察揭示了对驱动多体系统理论描述的限制。
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