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研究称谷歌量子计算机刚被用于打造所谓的时间晶体

时间:2021-07-31 12:47:16 | 来源:cnBeta

原标题:研究称谷歌量子计算机刚被用于打造所谓的时间晶体 来源:cnBeta.COM

一项新研究称,谷歌量子计算机已被用于打造所谓的“时间晶体”,但这项突破并不意味着谷歌有能力打造一台“时间机器”。作为一种颠覆传统热力学定律的新物质相,科学家在 2012 年首次提出了这个概念,可知时间晶体是一种持续在不平衡状态下运行的系统。

放置谷歌量子处理器的低温恒温器放置谷歌量子处理器的低温恒温器

与处于热平衡状态的其它物质相不同,时间晶体相当稳定,但构成它们的原子却在不断演化。

对于这个理论,科学家们还是存在一定的争论,即这样是事物在现实中是否真的可能存在。

好消息是,在近日登上预印本的一篇文章中,谷歌研究人员已经介绍了他们与普林斯顿、斯坦福等多所大学的物理学家联合开展的一项新研究。

(来源:PDF)

有待同行评审的这篇预印本文章声称,谷歌量子计算机项目已经实现了许多人认为不可能的事情。

时间晶体可在不消耗能量的情况下,于两种状态间来回翻转。时间晶体可在不消耗能量的情况下,于两种状态间来回翻转。

对于非专业人士来说,这样的表述很容易让人一头雾水。正如《量子杂志》所解释的那样,时间晶体基本上由三个核心元素组成。

首先是一排具有自磁性取向的粒子,其被锁定在低能和高能配置的混合物中,且拥有所谓的“多体局域化”(many-body localization)特征。

翻转这些粒子的所有方向,可有效创建一个镜像版本,即所谓的本征态顺序(eigenstate order),它实际上是一个次要的多体局部态(MBL State)。

然后是激光的应用,这会导致状态的循环,从正常到镜像、如此往复。但实际上,它并没有消耗激光器本身的净能量。于是 2016 年的时候,科学家们首次提出了 Floquet 时间晶体的概念。

Are time crystals real - Fermilab

谷歌 Sycamore 量子计算机所使用的可控量子粒子芯片,拥有 20 个量子比特(Qubit),且每个量子比特都可同时保持两种状态。

通过调整单个量子比特之间的相互作用强度,研究人员得以随机化它们的相互作用,并实现多体局域化。然后微波将粒子颠倒为它们的镜面方向,但自旋变化不会从激光本身获取净能量。

至于时间晶体的理论研究和潜在应用,目前尚未有明确的方向。不过研究人员表示,至少现在我们有了一种可扩展的方法,来研究当前量子处理器上的物质非平衡相。

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