时间晶体_时间晶体是什么？

随着科学技术的进步与发展，科学家们发现了宇宙中除了固态、液态、气态三种基本状态之外更神秘而奇特的物质状态，如等离子态、超流体、玻色-爱因斯坦凝聚态、简并态等全新物态。而时间晶体（Time Crystal）就是量子力学中的一种新物态。

“时间晶体”不同于在空间重复排列的钻石、金刚石等晶体，它是在时间维度上，呈现周期性重复排列，持续在两种状态间来回运动，不吸收能量也不释放能量，即无能量消耗，在空间维度上稳定，在时间维度上变化，因此称为“时间晶体”。

日常生活中我们看到的晶体，如石英晶体、钻石晶体等，晶胞在三维空间不断重复，它们遵守时间平移对称性，即一个物体在没有外界任何因素干扰时，在不同时间，其物理特性是不变的。而时间晶体打破了“时间平移对称性”，处于“非平衡态”，用激光波片段轰击奇数次是一种状态，轰击偶数次是另一种状态。那么时间晶体是如何发现的呢？

2012年，麻省理工学院诺贝尔奖获得者佛朗克·维尔切克，预言了一种神奇的物质存在，这种物质会打破“时间平移对称性”，在时间维度上出现周期性重复，起名为“时间晶体”。

2016年，加州大学伯克利分校华裔科学家姚颖提出人类可制造出“离散时间晶体”，并给出设计图纸和制作方法。引起了凝聚态物理学家的重视。

2017年，物理学家们根据姚颖的制作蓝图，在离子阱中将离子限制在一个极小范围，分别两次用激光轰击粒子后，电子开始周期性重复自旋，制作出来“时间晶体”。但仍有很多科学家对“时间晶体”的存在持怀疑态度。

量子计算机的飞速发展，计算能力早已远远超过了传统计算机，量子人工智能时代已经拉开序幕。而“时间晶体”有可能极大改进量子计算机性能。

2019年，谷歌量子计算机“悬铃木”的53个量子比特可以模拟2的53次方种状态。

2020年12月，我国中国科学技术大学发布了使用76个光子运算子的量子计算机“九章”。

2021年11月，谷歌联合斯坦福、牛津等大学的科学家们，使用20个量子比特，相当于20个粒子，用激光轰击这些粒子，让它们从一种状态变换成另一种状态，再次轰击又回到原始状态，这样“时间晶体”就产生了。至此，科学界对“时间晶体”的存在再无异议。那么“时间晶体”将来的应用领域在哪儿呢？

“时间晶体”的自旋方向只有上、下两种，可用于表示1、0两种状态。“时间晶体”重复运动，不吸收任何能量，可用于长期存储数据。谷歌公司之所以如此热衷研究“时间晶体”，是因为他们一直在寻找量子计算机中充当内存的东西，而“时间晶体”可能是将来量子计算机内存的不二之选。

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