当我们进入原子级尺度时，会出现很多奇异的物理现象。物理学家一直希望量子计算机能帮助我们很好地模拟自然界的这些量子效应。然而，由于我们离全面的量子计算机还有一段距离，因此许多物理学家都在试图用“模拟量子仿真器”来揭示、利用和控制这些奇怪的量子效应。模拟量子仿真器是为了解决特定问题而设置的量子系统，它们可被用来模拟高温超导体等量子材料，解决一些在经典计算机上难以解决的问题。
然而，量子仿真器非常容易出错，而且要识别这些错误也非常困难。这就让科学家在使用量子仿真器时遇到挑战，因为他们希望从量子仿真器中获得的任何结果，都是经过了验证的、确保正确的结果。实现这一点的一个基础是，这些量子设备必须是可信任的，换句话说，这些量子设备必须具有高“保真度”，能够准确地反映量子行为。但一直以来，科学家都缺乏一种可靠的方法来衡量量子模拟仿真器的保真度。
在经典计算机中，计算单元是以0或1的形式存在的“比特”；而量子计算机中的计算单位则是“量子比特”，它们能以多种状态的叠加形式存在。当多个量子比特相互作用时，理论上它们可以在比任何经典计算机都短得多的时间内完成一些计算。2019年9月，美国谷歌公司的研究人员推出了一个有着53个超导比特的量子计算机原型机——“悬铃木”，它可以用200秒的时间来完成用世界上最好的超级计算机需1万年才能实现的计算。
通过比较来验证。接着，研究人员又想到，如果能开发出一种可精确描述一个模拟量子仿真器的动态和随机涨落的数值模型，就可以将预测结果与仿真器的实际结果进行比较。这两种结果越是接近，就表明这个模拟量子仿真器越精确。为了验证这一想法，研究人员在实验中设计了一个多达25个量子比特（原子）的模拟量子仿真器。他们使用激光来集体性地激发原子，再让这些量子比特自然地发生相互作用。