量子计算机|赶超谷歌!世界最大时间晶体刷新破纪录,量子计算机再创奇迹

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编辑:桃子 拉燕
【新智元导读】2021年7月 , 谷歌联合几十位物理学家首次用自家量子计算子造出了时间晶体 。 现在 , 来自墨尔本大学的物理学家称 , 已经打造出由57个量子粒子组成的时间晶体 , 是谷歌的2倍多 。
今天 , 时间晶体再次迎来新秀 , 登上了Sceince子刊 。
时间晶体就像「永动机」一样 , 在各种状态之间能够永久往复地不断消耗能量 。
科学家称 , 「我们已经用IBM量子计算机造出迄今为止最大的时间晶体 , 还是谷歌的2倍多 。 」
就连2016证明时间晶体存在的凝聚态物理学家Chetan Nayak表示 , 「这肯定是一个重大突破」 。

突破在哪?
2位来自墨尔本大学的物理学家Philipp Frey和Stephan Rachel提供了一个更大的量子位演示 。
目前 , 最新研究Realization of a discrete time crystal on 57 qubits of a quantum computer在3月2日发表在Science Advaces 。

这种新型的时间晶体由57个量子粒子构成 , 是谷歌科学家去年模拟的20个量子粒子的时间晶体的2倍多 。
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由于新型的时间晶体很大 , 传统的电脑没有办法进行模拟 。
研究者Frey和Rachel单独进行了这次大规模的实验 , Rachel表示 , 「只有我 , 还有我的研究生Frey , 另加一台笔记本电脑 。 实验大概持续了6个月 。 」
这次研究 , 科学家便使用了IBM最先进的量子计算机ibmq_manhattan和ibmq_brooklyn远程模拟 , 并对57量子比特上的离散时间晶体(DTC)进行了观察 。

57个量子比特用于离散时间晶体(DTC)的模拟
量子比特可以同时设置为0和1或者1和0 , 通过编程使它们像磁铁一样相互作用 。
研究人员表示 , 「对于它们相互作用的某些设置 , 研究人员发现 , 任何57个量子位的初始设置 , 比如011011011110..., 都保持稳定 , 每两次脉冲都能恢复到原来的状态 。 」

量子比特可以取0和1之间各种复杂值
这么一看 , 这个结果好像有些平平无奇 。 毕竟 , 哪怕磁铁之间没有相互作用 , 脉冲也会让它们翻转180° , 产生一样的半频响应 。
哈佛大学的一位凝聚态物理学家Dominic Else解释道 , 「是什么让这个系统成为时间晶体的呢?是磁铁之间相互作用的方式 , 这种方式让这种结构趋于稳定 。 」
这就使得这个系统不会受一些瑕疵影响 , 比方说 , 哪怕脉冲的长度不够 , 磁铁也能进行翻转 。 Else说 , 「这其实是一个物质的阶段 。 多体间的相互作用让它稳定下来 。 」
奇怪的是 , 单单提高磁铁间的相互作用力的强度是不够的 。 相邻的两个磁铁间的相互作用必须得随机的不同 。 如果所有的磁铁间的相互作用都一样强 , 那么有一个磁铁出错了 , 就会导致其它的磁铁出现翻转错误 。