Interested Article - Темпоральный кристалл

Темпора́льный (временно́й) криста́лл — физическая система с нарушенной симметрией относительно сдвига во времени, приводящей к наличию периодического движения даже в состоянии с наименьшей энергией. Идея существования таких систем была выдвинута в 2012 году Фрэнком Вильчеком . В 2015 году было доказано, что создание темпорального кристалла в термодинамически равновесной системе невозможно, если взаимодействия в системе носят короткодействующий характер.

История

Нобелевский лауреат Франк Вильчек из Парижского университета в Сакле

Впервые квантовые темпоральные кристаллы были экспериментально продемонстрированы в 2017 году на основе неравновесных систем, периодически получающих энергию от лазерного или микроволнового излучения . Такие кристаллы получили название дискретных, поскольку за счёт периодического внешнего воздействия могут быть описаны уравнениями с дискретным временем, в которых величина дискрета (шага) равна периоду внешнего воздействия. При этом наблюдается нарушение симметрии относительно сдвига времени на этот дискрет, и система в состоянии с наименьшей энергией совершает движение с другим периодом.

Впервые физическая модель, реализующая квантовый темпоральный кристалл, была предложена в 2019 году на основе системы кубитов с многочастичными нелокальными взаимодействиями . Позже сообщалось о возможности создания темпоральных кристаллов, полностью описываемых законами классической физики .

В 2021 году исследователи из Google вместе с учёными из Принстона , Стэнфорда и других университетов, заявили о создании темпорального кристалла внутри квантового компьютера . В ходе работы физики задействовали микросхему с двумя десятками кубитов, именно она выступала темпоральным кристаллом.

Примечания

Frank Wilczek. // Physical Review Letters. — 2012-10-15. — Т. 109 , вып. 16 . — С. 160401 . — doi : .
Аня Грушина . от 10 июня 2017 на Wayback Machine // Наука и жизнь . — 2017. — № 6. —С. 10-13
Valerii K. Kozin, Oleksandr Kyriienko. // Physical Review Letters. — 2019-11-20. — Т. 123 , вып. 21 . — С. 210602 . — doi : .
. N+1 . Дата обращения: 14 октября 2021. 24 июля 2021 года.
Google Quantum AI and collaborators. (англ.) // arXiv : Препринт. — 2021. — 7 августа. 9 августа 2021 года.

Литература

Gibney E. The quest to crystallize time (англ.) // Nature . — 2017. — Vol. 543, no. 7644 . — P. 164—166. — doi : .
Sacha K., Zakrzewski J. Time crystals: a review // Reports on Progress in Physics. — 2018. — Vol. 81. — P. 016401 (25 pp). — doi : .
Yao N., Nayak C. Time crystals in periodically driven systems // Physics Today . — 2018. — Vol. 71, № 9 . — P. 40—47. — doi : .
Hannaford P., Sacha K. A Decade of Time Crystals: Quo Vadis? // EPL. — 2022. — Vol. 139. — P. 10001. — doi : . — arXiv : .
Zaletel M.P., Lukin M., Monroe C., Nayak C., Wilczek F., Yao N.Y. Quantum and classical discrete time crystals // Reviews of Modern Physics . — 2023. — Vol. 95, № 3 . — P. 031001. — doi : .