2026年2月20日——代尔夫特理工大学的研究人员首次证实，即便是现代量子模拟器中实际存在的微小无序性，也可能导致系统展现出完全不同的物理行为。量子模拟器在开发未来量子技术（包括量子计算机和先进材料设计）中起着核心作用。为了确保这些技术的可靠运行，我们必须理解它们对缺陷的敏感程度。研究人员何塞·索托-加西亚和娜塔莉亚·切皮加证明，极其微小的位置误差可能产生巨大影响。这一发现对于设计更稳健的量子设备至关重要。更广泛地说，该工作有助于从根本上理解复杂量子系统在真实条件下的行为规律。相关研究发表于《物理评论快报》（PRL）。

基于激光囚禁里德堡原子链的量子模拟器被广泛用于探索量子相变和奇异物质态。该研究团队表明，这些实验中不可避免的微小缺陷——尤其是光镊导致的原子位置微小变化——可能从根本上改变量子模拟器试图重现的物理现象。

大规模数值模拟

通过大规模数值模拟，研究揭示了两个关键结论：首先，当存在这些微小缺陷时，著名的伊辛型量子相变不再遵循先前预期的行为模式，而是转变为受极端随机性主导的状态，此时标准理论规则不再适用；其次，被称为“浮动相”的奇异物质态（其特征为缺乏长程序与长程关联）会被无序性破坏，虽然部分特征得以保留，但长程关联会转变为局域化状态。

管弦乐队类比

为了更好地理解这一现象，可以想象一个准备演奏经典曲目的管弦乐队。如果每位乐手都精确按照指挥的提示在正确时刻开始演奏，就会呈现完美的艺术杰作，所有乐器都融入集体节奏中，作品完全按预期呈现。但现在假设每位乐手都提前或延后几分之一秒演奏，这些几乎不可察觉的微小时间误差将导致整个演出崩溃——观众听到的将不是音乐而是噪音。即便最细微的偏差也可能彻底改变乐队的输出效果。

研究意义

光镊中的里德堡原子阵列被视为最具前景的量子模拟平台之一，其设计初衷是高精度模拟复杂的量子多体系统。

该研究非但不是挫折，反而推动了领域的成熟发展。它阐明了当前量子模拟器的实际表现，并指明了需要改进的方向（如囚禁精度或相互作用控制）以实现预期目标。此外，这些发现开辟了新的研究方向：与其回避无序性，实验可以主动探索这些由随机性主导的量子状态——它们充满魅力且尚未被完全理解。