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时间晶体的特别之处:振荡频率与驱动频率大不相同

科学探索万象经验2023-05-08

一个让许多物理学家兴奋的物体,现在它已经在量子计算机中被创建,它的名字听起来有点科幻的味道:我们都知道像盐晶体这样的普通晶体,它们中的原子都以有序的方式排列。就好像每个原子都坐在一个正方形的格子上,科学家称之为晶格。如果你是站在其中一个原子上的量子蚁人,并且你在空间中向某个方向移动,你会定期、周期性地遇到其他相同的原子。普通晶体的原子结构在空间中一次又一次地重复,所以如果你查看它的任何部分,你会看到相同的重复模式。

原子或分子形成晶体的原因是,这将结构置于其所有系统中的最低能量状态。2012年,诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·威尔切克询问是否有可能制造出在时间而非空间上对称的晶体。这意味着它所包含的粒子不断地重新排列成不同的构型,但在一定的时间间隔内,它们会返回到完全相同的构型。

威尔切克承认,时间晶体听起来很危险,就像热力学定律所禁止的永动机一样。但他乐观地认为,只要不消耗能量也不产生能量,应该就能永远振荡下去。三年后,其他物理学家证明,量子时间晶体无法避免和钟摆一样的问题,它会逐渐消散它开始时的能量,因此振荡会慢慢消失。

制造量子时间晶体的方法之一是取一排原子,它们有一个自旋,可以指向上或下。在时间晶体状态中,向上或向下旋转会像波浪一样沿着来回翻转。他们会用某种方式做到这一点,使结构成为时间晶体。我们需要不断增加能量以维持这一波,然后还要找到一种消散这种能量的方法,这样系统就不会变得太热而分崩离析。

现在可以提出一个问题,这是对在量子计算机上进行的时间晶体的模拟,还是他们从计算机的量子位中创建了一个时间晶体?有趣的是没有人知道,但它们之间可能没有任何区别。
(www.wS46.com)

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