非平衡量子输运对从纳电子技术到热管理等领域的技术进步至关重要。本质上，它涉及能量和（准）粒子通过热力学浴之间的量子通道的相干转移。然而，对量子输运的完整理解要求能够在平等的基础上同时模拟和探测宏观和微观物理现象。在该研究中，来自新加坡科技设计大学的Dario Poletti团队利用超导量子处理器，通过使用量子比特梯度模拟热浴，首次演示了非平衡稳态量子输运现象。他们的实验结果表明，随着浴的规模变化，初态化过程的宏观细节和热力学波动显著减少，这与热力学浴的理论预测一致。实验结果进一步提供了非平衡多体量子系统的纯态统计力学和预热机制的直接证据。

文章要点：

 (1) 该研究利用超导量子处理器，实现了对非平衡稳态量子输运的实验探索，并揭示了量子态热力学与粒子电流的关系；

(2) 实验证明，通过操作热浴的宏观特性，可以控制电流，包括填充和结构特性；

(3) 该研究为强相关量子物质中的非平衡量子输运的实验探索开辟了新路径。

参考资料：
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