时刻晶体到底是什么？为什么物理学家对它们如斯沉进？

您可能相等老练地球上闲居生计中物资的基本景色——固体、液体、气体。

但这三种不同种类的物资，每一种的外不雅和看成皆不同，它们并不是寰宇的一齐——远非如斯。科学家们照旧发现（或创造）了数十种更奇特的物资景色，它们频频带有奥妙而奇特的称呼：超流体、玻色-爱因斯坦凝合体和中子简并物资等等。

在畴前的几年里，寰宇各地的物理学家一直在构建另一种物资景色：“时刻晶体”。要是这看起来像是 B 级电影中的本领妄言，那么它不再是本领妄言了。一些量度东说念主员使用量子缱绻机创建了一种时刻晶体，他们觉得这种晶体在物理寰宇中平定地建造了时刻晶体的地位。

量度东说念主员尚未慎重发表他们的量度效力，但上个月，他们在 ArXiV 网站上发布了一份预印本（一篇尚未过程同业剪辑的科学论文）。

那么时刻晶体到底是什么？它听起来可能像是让时刻机器运转的弊端部件，某种明天派的电源，或者可能是失意的外星斯文的文物。然则，关于科学家来说，时刻晶体骨子上是更玄妙的东西：对物理定律的兴趣心。

任何池沼法子晶体（举例钻石、祖母绿，以致冰块）的界说是晶体的原子在空间中以某种重叠的景观胪列。空间有三个维度，还有第四个维度，时刻。因此，物理学家思知说念晶体的原子是否不错实时以重叠的景观胪列。

骨子上，它的责任旨趣是这么的。您创建了一个晶体，其原子运行时处于一种景色。要是你用详细调谐的激光轰击晶体，这些原子可能会翻转到另一种景色，然后翻转操心，然后再次翻转，等等，通盘这些骨子上皆不会收受激光的任何能量。

要是你退后一步，你刚刚创建的是一种物资景色，它永远在领路，无穷期，不收受任何能量。

这可不是一件小事。它对抗了经典物理学最皎洁的原则之一：热力学第二定律。该定律指出，熵或无序的数目老是趋于增多。不错把它思象成一个在桌子角落摇摇欲坠的花瓶。寰宇思要把阿谁花瓶推倒，让它在地板上摔碎。要将其重新组合起来，您必须参加能量。

时刻晶体骨子上是一个尽头新的思法，率先是由诺贝尔奖取得者物理学家 Franck Wilczek 在 2012 年提议的表面。其时并非通盘物理学家皆给与这个表面，有些东说念主宣称热力学第二定律将重新弘扬法律作用。

当然，领路将强的量度东说念主员发现了舛错。2016 年，马里兰大学的物理学家收效地从一组镱原子中凑合出了一个不祥的时刻晶体。其他小组照旧在钻石内制造了时刻晶体。

但这些最新的时刻晶体修补匠作念了一些不同的事情。他们求援于谷歌并使用了量子缱绻机：一种操纵量子力学怪癖的开荒，量子力学是一种看似奥妙的物理学，不错在最微弱的圭臬上指示寰宇。量子缱绻机不像闲居的“经典”缱绻机那样使用硅片，而是径直使用原子或粒子进行操作。这使得物理学家大约进行传统缱绻机极其清贫的施行，因为量子物理学——它允许粒子同期具有多种性质，况兼允许粒子在看似不行能的距离上互相作用——变得尽头普遍。

“对我来说，最令东说念主欢喜的事情是，”珀杜说，“这是使用量子缱绻机真实模拟量子物理系统并以一种真实新颖和令东说念主欢喜的相貌量度它的演示。”

那么，这些时刻晶体照实会激勉新一波重生的时刻机器吗？

可能不会。但它们可能有助于使量子缱绻机变得愈加迢遥。多年来，工程师们一直在辛勤创造出不错用作量子缱绻机内存的东西。有些尽头于复旧传统缱绻机的硅。物理学家觉得，时刻晶体不错达到这个标的。