12 8 月, 2022

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物理学家在史诗般的量子计算机模拟中证实了时间晶体的存在

您是否在市场上寻找防止永动机的法律漏洞? 知道你有真实的自己 时间水晶 它需要的不仅仅是对优质宝石的敏锐眼光。

在一项新研究中,一个国际研究团队使用谷歌的 Sycamore 量子计算硬件再次验证 时间晶体的理论观点,确认它为我们仍然理解的新兴技术形式勾选了所有正确的框。

类似于由无限重复的原子单元制成的传统晶体,时间晶体是系统中无限重复的变化,这种变化非常不需要能量进入或离开。

虽然这样的事情已经接近于触犯一些法律 热力学,系统的熵没有增加的事实意味着它必须位于物理学的右侧。

事实上,这样的晶体可能看起来像是某种与系统其他节奏不一致的振荡。 例如,在时间晶体上以稳定节奏点击的激光可能会导致其分子的旋转每隔一次点击就会翻转一次。

这种顽固的翻转是一种独特的时间晶体行为,在之前的实验中已被用作设计和生产时间晶体的指南。

但是,无数相互作用的量子物体都按照自己的节奏振荡,其纯粹的复杂性为某些解释留下了空间,这些解释不一定依赖于支撑时间晶体物理学的相同规则。

因此,虽然不太可能,但我们不能排除最初看起来像时间晶体的系统实际上可能会在数亿年后升温并最终陷入混乱。

当然,您可以坐下来从远处观看水晶般的嗡嗡声,直到宇宙热死。 或者您可以让量子计算机为您完成这项工作。

“总体而言,我们采用了本应具备的设备 量子计算机 展望未来,并将它们视为复杂的量子系统,” 他说 斯坦福大学物理学家马泰奥·伊波利蒂。

“我们将计算机作为一个新的实验平台,用于感知和发现物质的新相,而不是计算。”

这个特殊晶体时间的起点是一个令人惊讶的意外地点,源于斯坦福大学理论物理学家 Fedika Khimani 在非平衡物理学方面的工作。

我们很清楚这种物理学在日常生活中的后果。 将热咖啡放在柜台上半小时,您会发现当它与环境失去平衡时,它的热能消散得有多快。

Khemani 和她的同事们对量子物理学不那么直观的层面上的能量不平衡更感兴趣。

只有当他是 Al-Khaymani 研究的审稿人时 引起了她的注意 正是由于她的工作与时间晶体之间的相似之处,她才将注意力转移到这个令人兴奋的新物理学领域。

“时间晶体是一种新型物质不平衡量子相的鲜明例子,” 他说 海玛尼。

“虽然我们对凝聚态物理的大部分理解都依赖于平衡系统,但这些新的量子器件为我们提供了一个了解多体物理中新的非平衡系统的迷人窗口。”

谷歌量子技术的时间晶体模型使该团队能够在数百次激光脉冲内寻找无限重复的迹象。 他们还可以向后运行模拟并扩展其大小。

“他基本上告诉我们如何纠正他自己的错误,以便通过有限时间观察来验证时间晶体完美行为的指纹,” 他说 Roderich Moessner,德国马克斯普朗克复杂系统物理研究所的理论物理学家。

在研究非平衡量子物理学的疯狂复杂性时,有办法对实时晶体进行建模,并确信它们代表了物质真正独特的相。

时间晶体有望成为了解各种复杂系统运行的新方式的窗口,不仅可以洞察量子空间,还可以洞察我们的大脑等复杂系统。

有一天,许多跨领域的科学家将进入市场,进入水晶般的时期。 现在,它们被盗的可能性更小了。

这项研究发表在 脾气本性.

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