美科学家造出“时间晶体”:或有助于量子计算机研发

时间:2017-03-10 07:23:00
来源:新浪科技
分类:国际新闻
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摘要:  物理学家发明了一种名叫“时间晶体”的新型物质状态,其中原子不按空间、而是按时间排列。科学家一度认为这种物质不可能真正存在,但近日两项研究各自独立地造出了时间晶体。  微科普网讯 北京时间3月10日消息

物理学家发明了一种名叫“时间晶体”的新型物质状态,其中原子不按空间、而是按时间排列。科学家一度认为这种物质不可能真正存在,但近日两项研究各自独立地造出了时间晶体。

  物理学家发明了一种名叫“时间晶体”的新型物质状态,其中原子不按空间、而是按时间排列。科学家一度认为这种物质不可能真正存在,但近日两项研究各自独立地造出了时间晶体。

  微科普网讯 北京时间3月10日消息,据国外媒体报道,物理学家发明了一种名叫“时间晶体”的新型物质状态,其中原子不按空间、而是按时间排列。科学家一度认为这种物质不可能真正存在,但近日两项研究各自独立地造出了时间晶体。

  物理学家指出,这些晶体“为我们敞开了非均衡态物质的大门”,未来或能用于研制超级安全的量子计算机。在冰和钻石等常见晶体中,原子在空间内按一定规律重复排列。而在时间晶体中,原子在时间轴上进行周期性排列。

在冰和钻石等常见晶体中,原子在空间内按一定规律重复排列。而在时间晶体中,原子在时间轴上进行周期性排列。研究人员指出,时间晶体的特性也与天然晶体大相径庭。 
 在冰和钻石等常见晶体中,原子在空间内按一定规律重复排列。而在时间晶体中,原子在时间轴上进行周期性排列。研究人员指出,时间晶体的特性也与天然晶体大相径庭。

  研究人员指出,时间晶体的特性也与天然晶体大相径庭。马里兰大学联合量子研究所(JQI)与加州大学伯克利分校组成合作团队,在一条由10个镱离子构成的离子链中,用激光诱发了三种不同反应,从而造出了时间晶体。他们用激光脉冲轰击原子离子,激发出磁场,然后用另一道激光稍微翻转原子的自旋方向。这一过程不断重复,最终创造出了按时间排列的重复翻转结构。

  此外,该团队发现这些离子的响应频率较低,正好为激光脉冲频率的一半。就好像一秒敲两次琴键、但只发出一次声音。另一组研究人员来自哈佛大学,他们与加州大学伯克利分校物理学家Norman Yao开展了合作研究,在合成钻石中利用人工晶格造出了时间晶体。虽然上述两种研究方法不同,但最后都造出了具有时间晶体特性的材料。构成这些奇特的“时间晶体”的原子永远不会达到热平衡状态。它们的结构在时间轴上不断重复,做周期性“振荡”动作,就像不断晃动的果冻一样。

马里兰大学联合量子研究所(JQI)与加州大学伯克利分校组成合作团队,在一条由10个镱离子构成的离子链中,用激光诱发了三种不同反应,从而造出了时间晶体。
  马里兰大学联合量子研究所(JQI)与加州大学伯克利分校组成合作团队,在一条由10个镱离子构成的离子链中,用激光诱发了三种不同反应,从而造出了时间晶体。

  但研究人员指出,仅让原子重复排列是不够的。“如果你把一堆台球放在桌面上、每个之间相隔10厘米,这就算是晶体了吗?”该研究的主要作者、马里兰大学联合量子研究所的研究人员Jiehang Zhang反问道,“并不算,因为你如果摇晃桌子,这些台球就会掉下来。”

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