近日，大规模复杂系统数值模拟实验室成员田立新教授与董高高教授，针对多尺度下复杂系统的网络解析研究取得进展，研究结果以通讯作者发表在《Science Advances》（影响因子11.70）和《Communications Physics》（影响因子5.40）上。
复杂网络为揭示不同尺度下的复杂系统提供了全新视角。在微观尺度下，基于复杂网络的连通性和量子纠缠的并发性测量，提出一类量子最大连通性集团统计的理论框架，并应用到一类分层无标度网络上。通过分析信息传播的临界指数，发现量子并发性渗流与经典渗流的临界指数尽管满足相同的超临界关系，但二者属于不同的普适类。研究进一步给出了非最短路径长度对量子网络中三个临界指数相应的函数关系及贡献度，揭示了量子网络设计的第一性原理：不同于传统信息传输对最短路径的依赖，非最短路径对量子信息的传输同样具有非常重要的作用。本研究为量子网络的顶层设计和量子资源的高效调控与全局优化提供了新的研究范式，该工作发表在Science Advances, 2025, 11(9), eadt2404。
在宏观尺度下，结合近20年气候与碳通量天数据，研究了中国、美国本土和欧洲陆地区域不同年份气候与碳通量网络的持续性。研究表明，气候和碳通量通常是持续的并且处于稳定状态。当仅考虑长距离链接时，这三个地区的气候和碳通量的持续性会降低，揭示了地球气候系统的稳态对于确保自然生态系统的可持续性有着至关重要的作用，该工作发表在Communications Physics, 2024, 7(1), 372
该研究成果得到了国家自然科学基金项目、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项与江苏省青蓝工程学术带头人等项目的资助。
文章链接：//www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adt2404
//www.nature.com/articles/s42005-024-01862-9
