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在谷歌的量子計算機中創建的時間晶體可以永遠改變物理學

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與穀歌合作的研究人員可能剛剛使用這家科技巨頭的量子計算機創造了一個全新的物質階段——時間晶體。

由於能夠在兩種狀態之間無限移動而不會損失能量,時間晶體避開了最重要的物理定律之一,即熱力學第二定律,該定律指出孤立系統的無序或熵必須始終增加。

這些奇怪的臨時晶體保持穩定,即使處於不斷變化的狀態,也不會溶解成隨機性。 這種奇怪的新物質相的存在對物理學家來說是非常令人興奮的,尤其是在 9 年前首次預測到時間晶體的存在之後。

谷歌梧桐

根據一篇研究論文,科學家們能夠使用谷歌 Sycamore 量子處理器核心內的量子位(傳統計算機位的量子計算版本)在大約 100 秒內創建一個時間晶體。 在 Google Sycamore“盒子”裡面,我們可以看到量子處理器的量子比特,就像我們的硬幣一樣。 就像硬幣可以是正面或反面一樣,量子位可以是 1 或 0——雙態系統中的兩個可能位置——或者兩種狀態概率的奇怪組合,稱為疊加。 時間晶體的奇怪之處在於,無論從一種狀態到另一種狀態的多少振盪或躍遷都無法將時間晶體的量子位改變為能量最低的狀態,這是一種隨機配置,它們只能將其從原始狀態翻轉到另一個狀態,然後返回。 從這個意義上說,時間水晶就像一個不停擺動的鐘擺。

在可預見的未來,谷歌的實驗可能仍然是研究時間晶體的最佳方式。 雖然許多其他項目已經成功地通過其他方式(使用鑽石、超流氦 3、準粒子和玻色-愛因斯坦凝聚體)成功地創造了看似臨時的晶體,但在大多數情況下,這些裝置中產生的晶體消散得太快了進行詳細研究。

谷歌梧桐

晶體的理論新穎性在某種意義上是一把雙刃劍,因為物理學家目前正試圖為它們尋找明確的應用,例如,它們可以用作高精度傳感器或開發量子計算機。

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