利用多个超导量子比特模拟各种量子效应是当前人们关注的前沿研究。
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心范桁研究员，北京计算科学研究中心/物理所张煜然博士等所组成的理论组与中国科学技术大学朱晓波教授、潘建伟教授及其团队闫智广、龚明等多位成员所组成的实验组，及浙江大学游建强教授、日本理化学研究所Nori教授、南京大学夏可宇教授等多位研究人员通力合作，在具有12个量子比特的超导处理器上实现了强关联粒子的量子行走模拟，成果已于5月2日在国际学术刊物《科学》在线发表。
量子行走是经典随机行走在量子情况下的对应和推广。随机行走又称为随机游走、随机漫步等，指行走者在特定路线或者区域无规律移动，比如在跑道上无规律前进或者后退，或者在操场随机走动，可等同于布朗运动、扩散等物理现象，也和图灵机紧密联系，因此在计算机理论中有重要应用，相对于量子情况，可称为经典随机行走。
量子行走和经典随机行走类似，但行走者一般为微观粒子或者准粒子激发，每次按照一定的概率移动，比如在一维链格点移动，但是不同于经典情况，其状态需要用量子力学的波函数即叠加态表示，行走者的移动规律也不能简单地解释为前移或者后移，需要用量子力学波函数的统计规律来诠释。
量子计算的实现有多种技术方案，其中超导量子计算是最具实用化前景的方案之一，超导量子比特具有长相干时间，可精确操控和读出，特别是可扩展性好等特点，最近几年发展迅速，国际竞争激烈，学术界和工业界高科技公司都非常重视。
实验分别展示了单粒子激发和双粒子激发量子行走，单粒子激发利用了器件中的11个量子比特，先将所有的量子比特初始化到基态，激发其中一个量子比特，分别选择两端的量子比特或中间即第6个量子比特，进行时间演化并进行单发测量。对双粒子激发量子行走，用全部12个量子比特，选择中间两个量子比特即第6,7量子比特或者两端的量子比特进行激发，同样进行时间演化和测量。
超导量子比特系统展现了强有力的可调控性和精确读出能力，报导的实验中量子纠缠的读出需要用到态层析方法，12个量子比特数及良好的扩展性预示着超导量子计算方案在规模化方面具有较大的发展潜力，是规模化、通用性强的实用量子计算机的有力竞争者。