[新闻] 谷歌称用量子计算机造出了时间晶体

楼主: jackliao1990 (jack)   2021-08-11 00:54:09
1.媒体来源:
大纪元
2.记者署名:
高文森
3.完整新闻标题:
谷歌称用量子计算机造出了时间晶体
4.完整新闻内文:
7月28日发表在论文预印网arXiv,由谷歌公司、美国普林斯顿大学、和斯坦福大学等知名
机构合作的一项研究报告说,他们使用量子计算机造出了“时间晶体”。
美国物理学家维尔切克(Frank Wilczek)于2012年第一次提出了时间晶体的概念。普通
晶体就是里面的原子按照特定规律重复排布的物质,像盐、雪花等物体,可以理解为内部
的结构在空间上重复相同的规律。时间晶体里面也有特定重复的结构,但是它按照一定的
时间规律重复,可以理解为内部的结构在时间内重复相同的规律,所以被称为时间晶体。
理论上说,这种物质在不需要耗费能量的情况下,内部的原子可以不停歇地振动、自旋,
或先朝一个方向运动,之后朝另一个方向运动,展现一种永动的神奇状态。时间晶体是一
种打破热力学认知的物体。很多科学家认为这种物质不存在。
2016年,一组科学家提出了第一份构建时间晶体的蓝图,是时间晶体研究的一个重要里程
碑。量子杂志(Quanta Magazine)介绍说,这种时间晶体具有三大核心元素。第一是有
一组各自具有磁场朝向的磁性粒子,被锁定在不同的高能态和低能态下,研究人员将这称
为多体定位(many-body localization)。
第二要素是,这些粒子的朝向可以完全翻转,形成一个镜像版本,实际上就像是一个次级
多体定位状态。
最后,通过应用激光,刺激这些状态之间不断转变并重复循环:从本态到镜像态,再变回
去,但是却不会消耗激光的能量。
现在,这份研究提出,利用一个拥有20个量子比特的量子电脑芯片,“通过控制单个量子
比特之间互动的强度,实现了随机互动和多体定位”。之后,使用微波翻转这些粒子,让
它们在本态和镜像态之间变换,无需消耗外部能量。
目前还不明确这项研究能够展现怎样实际的用途。研究者表示,这展示了“使用目前的量
子处理器研究物质的非平衡相,是一种具有扩展性的方法”。简而言之,就是说这份研究
展示了量子计算机可用于研究时间晶体。
这份研究尚未经过同行审议。
5.完整新闻连结 (或短网址):
https://www.epochtimes.com/b5/21/8/9/n13148915.htm
6.备注:
https://arxiv.org/pdf/2107.13571.pdf
时间晶体乃一开放系统,其与周围环境保持非平衡态,呈现时间平移对称破缺的特性。随
著时间演进,时间晶体仍无法与环境达到热平衡。相对于寻常晶体在空间上呈周期性重复
,时间晶体则在时间上呈周期性重复而呈现永动状态。
常规晶体是一个三维物体。时间晶体是一种四维以上晶体,在时空中拥有一种周期性结构
。一个时间晶体能自发破坏时间平移的对称性,做空间的非平移运动,时间晶体的构成以
‘空间’非定域的粒子交叉存在做相互关联运动,是能效粒子的‘额外维’超出‘定域空
间’的能动量,时间晶体的存在同样揭示了‘超额外维度’的存在意义。
它可以随着时间改变,但是会持续回到它开始时的相同形态,就如一个钟的移动的指针周
期性的回到它的原始位置。与普通的钟或者其他周期性的过程不同的是,时间晶体和空间
晶体一样会是最低限度的能量的一种状态。可以将它看作是一只可以永远保持走时精确无
误的钟,即便是在宇宙达到热寂之后也是如此。
时间晶体并不违背能量守恒定律-因为没有任何能量被移走。

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