时间晶体|违反热力学第二定律的时间晶体,它的内部不会熵增吗


时间晶体|违反热力学第二定律的时间晶体,它的内部不会熵增吗
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时间晶体|违反热力学第二定律的时间晶体,它的内部不会熵增吗
在我们的生活中 , 固态、液态和气态是我们所熟悉的三种物质的基本状态 。 但是 , 整个宇宙并没有这么简单 , 科学家已经创造了更为奇异的几十种物质状态 , 例如超流体、玻色-爱因斯坦凝聚体、中子简并物质等 。
还有一种神秘的物质状态:时间晶体 , 在过去的几年里 , 科学家一直试图创造出这种物质 。 现在 , 利用量子计算机 , 一些科学家创造出了时间晶体 。 那么 , 时间晶体究竟是什么?为什么物理学家会对它如此好奇?
晶体是微观物质单位按一定规则有效排列的结构 , 一般来说 , 晶体中的原子以某种方式在空间中重复排列 。 时空有三个空间维度 , 还有一个时间维度 。 所以 , 物理学家们想知道晶体中的原子是否也可以在时间中重复排列 。
粗略地讲 , 符合上述描述的就是时间晶体 。 在时间晶体中 , 它的原子会以某种状态为开始 , 随后原子会翻转到另一种状态 , 最后再翻转回初始状态 , 一直循环往复这个过程 。 在这个过程中 , 时间晶体不吸收能量也不发射能量 。 这可不是一件小事 , 在物理学家看来 , 它违反了热力学第二定律 。 该定律指出 , 孤立系统的熵总是趋向于增加的 。
2012年 , 诺贝尔物理学奖得主弗兰克·威尔切克提出了这个理论 。 当时 , 并不是所有物理学家都接受 , 他们认为热力学第二定律是不能被违反的 。 在2016年 , 一个物理学家团队从一组镱原子中拼凑出了一个短暂的时间晶体 。 还有一些其他团队也在钻石中实现了短暂的时间晶体 。
为了制造出更为稳定的时间晶体 , 物理学家转向量子计算机 。 经典计算机使用硅芯片 , 而量子计算机直接使用原子或粒子进行操作 , 这就允许物理学家做一些传统计算机做不到的实验 , 因为量子力学允许存在叠加态 , 并且可以在不可能的距离内相互作用 。
在量子计算机的帮助之下 , 物理学家可以获取原子并把它们重新排列 , 然后用激光刺激它们来驱动时间晶体 。 在这种情况下 , 物理学家创造出了比以往更大、更稳定的时间晶体 。
【时间晶体|违反热力学第二定律的时间晶体,它的内部不会熵增吗】那么 , 时间晶体有什么用?多年来 , 工程师们一直在努力创造一种可以在量子计算机中充当内存的东西 。 物理学家认为 , 时间晶体可以达到这个目的 。