“时间晶体”听起来像是电子游戏中角色想要收集的东西，但这个奇怪的物质阶段却是非常真实的。现在，其中一个已经在谷歌的量子处理器 Sycamore 中被创造出来了。
规则晶体的特点是原子具有高度有序的重复模式。那么，如果这些原子在空间中重复，会不会有其他晶体以一种在时间上重复的模式存在呢？那会是什么样子呢？2012年，诺贝尔奖获得者弗兰克·威尔切克（Frank Wilczek）假设这些所谓的“时间晶体”可能存在，到2016年，它们已经在实验室进行了实验创造。后来的研究在儿童晶体生长工具包中发现了它们，并观察到它们相互作用。
在时间晶体中，原子以一种周期性重复的模式运动。例如，它们的自旋以一种可预测的滴答运动上下翻转。但奇怪的是，这个节奏并不遵循启动它的力的频率，在一个完美的系统中，原子将永远保持滴答声，而不需要任何进一步的输入。
一个常见的类比是世界上最奇怪的一碗明胶。通常情况下，如果你点击这些东西，你会认为它会晃动几秒钟，然后停止，直到你再次点击它。你不会想到的是，它在敲击两下之后，就会在抖动和不抖动之间切换，但这就是时间晶体所做的。
这听起来可能有点像一个悖论，有点接近永动机，但时间晶体技术上没有打破热力学定律。能量在整个系统中是守恒的，而熵（一种无序的度量）不会减少，而是保持恒定。
现在，研究人员在谷歌的量子处理器 Sycamore 中展示了一种时间晶体。该团队用激光击溃了一个由20个量子位（信息的量子位）组成的晶格，以启动“滴答”。然后，每两个激光脉冲，量子位只会翻转一次自旋，打破时间平移对称性，形成时间晶体。重要的是，该团队表示，这是第一次晶体表现出“多体定位”，这种现象使它们保持稳定。
在这个特殊的实验中，科学家们只能观察这个系统几百个周期，但他们说，他们能够通过量子计算机本身运行的模拟来验证时间晶体的长期稳定性。
该研究的合著者罗德里希·莫斯纳（Roderich Moessner）说：“我们设法利用量子计算机的多功能性来帮助我们分析其自身的局限性。从本质上讲，它告诉我们如何纠正自己的错误，这样就可以从有限的时间观察中，确定理想时间晶体行为的指纹。”
这项研究发表在《自然》杂志上。
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