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80多位物理学家参与论文撰写,谷歌称已用量子计算机造出时间晶体

2021-08-01 19:35654490

北京理工大学物理学院教授尹璋琦分析称,在 2017 年科学家已经观察到这类离散时间晶体。一般来说,给一个系统做周期性驱动,系统很快就会热化,它的运动也变得杂乱无章。

而离散时间晶体会长时间稳定,它并不会吸热,整个系统在外界驱动下不断地翻转,步调保持一致,不会变得杂乱无章。不仅如此,离散时间晶体还破缺了时间对称性,比如说外加驱动周期为 T 时,离散时间晶体翻转的周期为 NT,这里 N 是一个大于 1 的数。

以往的实验对于系统初态要求很苛刻,必须初始化到某个初态才能展现出离散时间晶体的特性。此次实验实现的离散时间晶体很稳定,更一般的本征态也可出现时间晶体。也就是说,本次成果展示了一个非平衡的、可长时间存在,且破缺了离散时间平移对称性的离散时间晶体。

目前还不清楚离散时间晶体是否有实际用途,但其稳定性和可预测性或许会成为突破口。

当它处于周期运动状态时,如果对其进行规律性观察,就会得到时间晶体的确定状态,这或可帮助量子计算机进行信息储存。还有一些科学家认为,时间晶体或将揭示时间本质的深刻含义。

(来源:arXiv )

巨头谷歌和物理学家的 “天作之合”

此次谷歌和科研院所的合作,可谓 “门当户对”。当时,前文所述的物理学家组成的时间晶体团队,找到了谷歌量子计算团队。

莫斯纳表示,2019 年他看到谷歌宣布 “悬铃木” 量子计算机成果时,就意识到 “悬铃木” 可能 “正是他的菜”。

巧的是,当时谷歌也在寻找能测试机器性能的任务,谷歌理论物理学家科斯佳・克切吉(Kostya Kechedzhi)表示,他们的工作是尝试将这台机器用作研究新物理、或新化学的科学工具。

但是,作为该公司第一台量子计算机成品,“悬铃木” 的运算错误率太高,难以运行专为成熟量子计算机设计的密码算法和搜索算法。因此,这支由世界顶尖物理学家组成的时间晶体团队、与谷歌一拍即合。

(来源:谷歌 )

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