《自然》封面故事：混沌与量子动力学︱2025年10月23日刊

封面图片：SayoStudio for Google Quantum AI。

研究和拆解许多相互作用的量子元素的动力学绝非易事，如复杂分子中的量子元素。在这种强相互作用的系统里，信息会快速置乱，导致拆分单个元素的贡献几乎不可能。一个解决办法以混沌理论为灵感，该理论认为一只蝴蝶拍打翅膀能引发龙卷风。以类似方式在量子系统中引入一个小扰动，一旦过滤掉不想要的信号，就能进行局部测量，追踪随更广泛扰动的经时传播。这种方法能提供关于个体元素间相互作用的丰富、全系统的信息，但也非常脆弱，很难测量。在本期《自然》中，Hartmut Neven和同事在一个超导量子处理器中测量了一个这种扰动。团队利用一种回声技术，通过两次传播和再聚焦量子扰动，创造出了一个扰动模式能抑制不想要的信号，并能提取系统内特定相互作用的信息。这说明在这些干涉测量技术的核心进行回声，或是拆解复杂量子动力学（如互相交织的分子系统）的一个强大的诊断工具。

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