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什麼是時間晶體?又是如何被製造出來的,量子計算機的作用有多大!

最近由知名機構合作的一項研究報告揭示,他們使用量子計算機造出了“時間晶體”。

2012年美國一位知名的物理學!家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複排布的物質,像鹽、雪花等物體,可以理解為內部的結構在空間上重複相同的規律。時間晶體裡面也有特定重複的結構,但是它按照一定的時間規律重複,可以理解為內部的結構在時間內重複相同的規律,所以被稱為時間晶體。

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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。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。

第二要素是,這些粒子的朝向可以完全翻轉,形成一個映象版本,實際上就像是一個次級多體定位狀態。

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最後,透過應用鐳射,刺激這些狀態之間不斷轉變並重復迴圈:從本態到映象態,再變回去,但是卻不會消耗鐳射的能量。

現在,這份研究提出,利用一個擁有20個量子位元的量子電腦晶片,“透過控制單個量子位元之間互動的強度,實現了隨機互動和多體定位”。之後,使用微波翻轉這些粒子,讓它們在本態和映象態之間變換,無需消耗外部能量。

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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,是一種具有擴充套件性的方法”。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。

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