一項新研究稱，谷歌量子計算機已被用於打造所謂的“時間晶體”，但這項突破並不意味着谷歌有能力打造一台“時間機器”。作為一種顛覆傳統熱力學定律的新物質相，科學家在 2012 年首次提出了這個概念，可知時間晶體是一種持續在不平衡狀態下運行的系統。
放置谷歌量子處理器的低溫恆溫器
與處於熱平衡狀態的其它物質相不同，時間晶體相當穩定，但構成它們的原子卻在不斷演化。
對於這個理論，科學家們還是存在一定的爭論，即這樣是事物在現實中是否真的可能存在。
好消息是，在近日登上預印本的一篇文章中，谷歌研究人員已經介紹了他們與普林斯頓、斯坦福等多所大學的物理學家聯合開展的一項新研究。
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有待同行評審的這篇預印本文章聲稱，谷歌量子計算機項目已經實現了許多人認為不可能的事情。
我們的工作，採用了一種時間翻轉協議。該協議將外部退相干與內在熱化區分開來，並利用量子典型性來規避密集採樣本徵譜的指數開銷。
本次實驗還通過有限規模分析，確定了 DTC 之外的相變。基於這些結果，我們建立了一套可擴展的方法，來研究當前量子處理器上的物質非平衡相。
時間晶體可在不消耗能量的情況下，於兩種狀態間來回翻轉。
對於非專業人士來說，這樣的表述很容易讓人一頭霧水。正如《量子雜誌》（Quanta Magazine）所解釋的那樣，時間晶體基本上由三個核心元素組成。
首先是一排具有自磁性取向的粒子，其被鎖定在低能和高能配置的混合物中，且擁有所謂的“多體局域化”（many-body localization）特徵。
翻轉這些粒子的所有方向，可有效創建一個鏡像版本，即所謂的本徵態順序（eigenstate order），它實際上是一個次要的多體局部態（MBL State）。
然後是激光的應用，這會導致狀態的循環，從正常到鏡像、如此往複。但實際上，它並沒有消耗激光器本身的凈能量。於是 2016 年的時候，科學家們首次提出了 Floquet 時間晶體的概念。
Are time crystals real – Fermilab（via）
谷歌 Sycamore 量子計算機所使用的可控量子粒子芯片，擁有 20 個量子比特（Qubit），且每個量子比特都可同時保持兩種狀態。
通過調整單個量子比特之間的相互作用強度，研究人員得以隨機化它們的相互作用，並實現多體局域化。然後微波將粒子顛倒為它們的鏡面方向，但自旋變化不會從激光本身獲取凈能量。
至於時間晶體的理論研究和潛在應用，目前尚未有明確的方向。不過研究人員表示，至少現在我們有了一種可擴展的方法，來研究當前量子處理器上的物質非平衡相。