[新聞] 谷歌稱用量子計算機造出了時間晶體

作者: jackliao1990 (jack)   2021-08-11 00:54:09
1.媒體來源:
大紀元
2.記者署名:
高文森
3.完整新聞標題:
谷歌稱用量子計算機造出了時間晶體
4.完整新聞內文:
7月28日發表在論文預印網arXiv,由谷歌公司、美國普林斯頓大學、和斯坦福大學等知名
機構合作的一項研究報告說,他們使用量子計算機造出了「時間晶體」。
美國物理學家維爾切克(Frank Wilczek)於2012年第一次提出了時間晶體的概念。普通
晶體就是裡面的原子按照特定規律重復排布的物質,像鹽、雪花等物體,可以理解為內部
的結構在空間上重復相同的規律。時間晶體裡面也有特定重復的結構,但是它按照一定的
時間規律重復,可以理解為內部的結構在時間內重復相同的規律,所以被稱為時間晶體。
理論上說,這種物質在不需要耗費能量的情況下,內部的原子可以不停歇地振動、自旋,
或先朝一個方向運動,之後朝另一個方向運動,展現一種永動的神奇狀態。時間晶體是一
種打破熱力學認知的物體。很多科學家認為這種物質不存在。
2016年,一組科學家提出了第一份構建時間晶體的藍圖,是時間晶體研究的一個重要里程
碑。量子雜誌(Quanta Magazine)介紹說,這種時間晶體具有三大核心元素。第一是有
一組各自具有磁場朝向的磁性粒子,被鎖定在不同的高能態和低能態下,研究人員將這稱
為多體定位(many-body localization)。
第二要素是,這些粒子的朝向可以完全翻轉,形成一個鏡像版本,實際上就像是一個次級
多體定位狀態。
最後,通過應用激光,刺激這些狀態之間不斷轉變並重復循環:從本態到鏡像態,再變回
去,但是卻不會消耗激光的能量。
現在,這份研究提出,利用一個擁有20個量子比特的量子電腦芯片,「通過控制單個量子
比特之間互動的強度,實現了隨機互動和多體定位」。之後,使用微波翻轉這些粒子,讓
它們在本態和鏡像態之間變換,無需消耗外部能量。
目前還不明確這項研究能夠展現怎樣實際的用途。研究者表示,這展示了「使用目前的量
子處理器研究物質的非平衡相,是一種具有擴展性的方法」。簡而言之,就是說這份研究
展示了量子計算機可用於研究時間晶體。
這份研究尚未經過同行審議。
5.完整新聞連結 (或短網址):
https://www.epochtimes.com/b5/21/8/9/n13148915.htm
6.備註:
https://arxiv.org/pdf/2107.13571.pdf
時間晶體乃一開放系統,其與周圍環境保持非平衡態,呈現時間平移對稱破缺的特性。隨
著時間演進,時間晶體仍無法與環境達到熱平衡。相對於尋常晶體在空間上呈週期性重複
,時間晶體則在時間上呈週期性重複而呈現永動狀態。
常規晶體是一個三維物體。時間晶體是一種四維以上晶體,在時空中擁有一種周期性結構
。一個時間晶體能自發破壞時間平移的對稱性,做空間的非平移運動,時間晶體的構成以
『空間』非定域的粒子交叉存在做相互關聯運動,是能效粒子的『額外維』超出『定域空
間』的能動量,時間晶體的存在同樣揭示了『超額外維度』的存在意義。
它可以隨著時間改變,但是會持續回到它開始時的相同形態,就如一個鐘的移動的指針周
期性的回到它的原始位置。與普通的鐘或者其他周期性的過程不同的是,時間晶體和空間
晶體一樣會是最低限度的能量的一種狀態。可以將它看作是一隻可以永遠保持走時精確無
誤的鐘,即便是在宇宙達到熱寂之後也是如此。
時間晶體並不違背能量守恆定律-因為沒有任何能量被移走。

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