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首个时间晶体二能级系统,将带来更好的量子计算机

常驻编辑 科普中国 2022-06-07 能级   量子   晶体   时间   系统   流体   粒子   原子   状态   两个   计算机
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a.L的分布(绿色箭头)将磁振子限制在两个局部最小点,承载两个相邻的时间晶体:一个在超流体的主体(蓝色圆球),另一个接触自由表面(红色圆球)。在每个时间晶体中,磁化是相干的且与测量电路相耦合;b.磁振子改变了L分布所产生的约束陷阱,这增加了各状态之间的耦合;c.两级系统的状态(红色箭头)可以用一个布洛赫球来说明,其中径向距离对应于磁子数NB+NS,时间晶体的预演之间的相对相位对应于方位角j,极性角θ描述了“叠加”中两级基础状态的相对权重。lDJ拜客生活常识网

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量子物理学中,在被明确的测量固定下来之前,物体可以具有多个状态,并存在于这些状态的混合中。因此,让时间晶体在双态系统中工作,为量子技术提供了丰富的新选择。lDJ拜客生活常识网

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“事实证明,将两个时间晶体放在一起效果很好,”Samuli Autti博士解释说[4]。lDJ拜客生活常识网

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量子计算机的基本构建块被称为“二能级系统”——一个存在于两个独立量子态叠加的量子系统。这正是此次研究人员所构建的,“在我们的实验中,由自旋波准粒子组成的两个耦合时间晶体……形成一个宏观的两级系统。”该论文解释说。lDJ拜客生活常识网

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“这两个能级随着时间而演变,本质上是由非线性反馈决定的,使我们能够构建自发的二能级动力学。磁振子时间晶体允许在一次实验中了解量子相干相互作用的各个方面和细节,因此这种二能级系统的发现可能提供一种制造量子计算机的方法,而且可以在无需冷却的环境下工作。lDJ拜客生活常识网

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