谷歌用量子計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出毫秒級(jí)的時(shí)間晶體
日前,谷歌研究人員利用Sycamore量子計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出毫秒級(jí)的時(shí)間晶體。研究人員表示,這種新物相突破了現(xiàn)行物理學(xué),或?qū)⒋蠓岣哂?jì)算機(jī)處理能力。如果一切順利的話,量子計(jì)算領(lǐng)域有望迎來(lái)新突破。時(shí)間晶體聽(tīng)起來(lái)就像科幻電影里的玄妙概念,可以打開(kāi)通往不同宇宙的通道。漫威電影中的“時(shí)間石”就能夠控制過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。 ![]() 雖然這仍是一個(gè)幻想,但科學(xué)家們多年來(lái)已經(jīng)成功在微觀尺度上創(chuàng)造出時(shí)間晶體。這并不能驅(qū)動(dòng)星際飛船,而是有望為超強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)提供能量。 “時(shí)間晶體就像是建造量子計(jì)算機(jī)道路上的一個(gè)休息站,”加州大學(xué)伯克利分校分子物理學(xué)家姚穎(Norman Yao)說(shuō)。 谷歌聲稱(chēng),其已經(jīng)與斯坦福大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家合作開(kāi)發(fā)出一種“可擴(kuò)展方法”,能夠利用公司的Sycamore量子計(jì)算機(jī)來(lái)創(chuàng)造時(shí)間晶體。 上個(gè)月,這個(gè)由100名科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)在研究共享平臺(tái)Arxiv.org上發(fā)表了一篇論文,詳細(xì)描述他們用20個(gè)量子位元組成的陣列創(chuàng)造出時(shí)間晶體。根據(jù)這篇論文的說(shuō)法,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用讓量子位元上下自旋的算法,從而產(chǎn)生一個(gè)可以持續(xù)“無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間”的可控系統(tǒng)。 時(shí)間晶體由空間中的原子在時(shí)間上以重復(fù)模式排列而成。這種設(shè)計(jì)使它們能夠能量守恒的情況下隨時(shí)間演化。由于整個(gè)時(shí)間晶體的持續(xù)演化,因此也不需要太多能量輸入就能維持自身的穩(wěn)定性。這種新物相可能對(duì)原本依賴(lài)極其脆弱量子位元的量子計(jì)算機(jī)有用。 目前量子計(jì)算機(jī)中的量子位元容易出錯(cuò),也非常脆弱,研究人員很難對(duì)其進(jìn)行控制和干預(yù)。姚穎則表示,時(shí)間晶體可能會(huì)引入一種維持量子計(jì)算的更好方法。 此外,這項(xiàng)工作所涉及的領(lǐng)域也是物理學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)希望取得突破的領(lǐng)域。 “結(jié)果將是驚人的:你打破了熱力學(xué)第二定律,”這篇論文的合著者羅德里希·莫斯納(Roderich Moessner)說(shuō)道。 2012年,諾貝爾獎(jiǎng)得主物理學(xué)家弗蘭克·威爾切克(Frank Wilczek)最早提出了時(shí)間晶體的概念,他起初懷疑原子能否可以像普通晶體中那樣在時(shí)間軸上以重復(fù)模式排列。 |