stringtranslate.com

Кристалл времени

В физике конденсированного состояния кристалл времени — это квантовая система частиц, состоянием с самой низкой энергией, в котором частицы находятся в повторяющемся движении. Система не может отдать энергию окружающей среде и остановиться, поскольку она уже находится в своем основном квантовом состоянии . Из-за этого движение частиц на самом деле не представляет собой кинетическую энергию, как другое движение; у него есть «движение без энергии». Кристаллы времени были впервые теоретически предложены Фрэнком Вильчеком в 2012 году как временной аналог обычных кристаллов: тогда как атомы в кристаллах располагаются периодически в пространстве, атомы в кристалле времени располагаются периодически как в пространстве, так и во времени. [1] Несколько различных групп продемонстрировали материю со стабильной периодической эволюцией в системах, которые периодически приводятся в движение. [2] [3] [4] [5] С точки зрения практического использования, кристаллы времени однажды могут быть использованы в качестве памяти квантового компьютера . [6]

Существование кристаллов в природе является проявлением спонтанного нарушения симметрии , которое происходит, когда состояние системы с самой низкой энергией менее симметрично, чем уравнения, управляющие системой. В основном состоянии кристалла непрерывная трансляционная симметрия в пространстве нарушается и заменяется нижней дискретной симметрией периодического кристалла. Поскольку законы физики симметричны при непрерывном перемещении во времени и пространстве, в 2012 году возник вопрос, можно ли временно нарушить симметрию и таким образом создать «кристалл времени», устойчивый к энтропии . [1]

Если симметрия дискретного перевода времени нарушается (что может быть реализовано в системах с периодическим приводом), то такая система называется кристаллом дискретного времени . Кристалл дискретного времени никогда не достигает теплового равновесия , поскольку является разновидностью (или фазой) неравновесной материи. Нарушение временной симметрии может произойти только в неравновесных системах. [5] Кристаллы дискретного времени фактически наблюдались в физических лабораториях еще в 2016 году (опубликовано в 2017 году). Одним из примеров кристалла времени, который демонстрирует неравновесную, нарушенную временную симметрию, является постоянно вращающееся кольцо заряженных ионов, находящихся в состоянии с самой низкой энергией. [6]

Концепция

Обычные (невременные) кристаллы образуются в результате спонтанного нарушения симметрии, связанного с пространственной симметрией. Такие процессы позволяют производить материалы с интересными свойствами, такие как алмазы , кристаллы солей и ферромагнитные металлы. По аналогии, кристалл времени возникает в результате спонтанного нарушения симметрии перемещения времени. Кристалл времени можно неформально определить как периодическую во времени самоорганизующуюся структуру. В то время как обычный кристалл периодичен (имеет повторяющуюся структуру) в пространстве, кристалл времени имеет повторяющуюся структуру во времени. Кристалл времени периодичен во времени в том же смысле, в каком периодичен во времени маятник в часах с маятниковым приводом. В отличие от маятника, кристалл времени «спонтанно» самоорганизуется в устойчивое периодическое движение (нарушая временную симметрию). [7]

Симметрия перевода времени

Симметрии в природе непосредственно приводят к законам сохранения, которые точно сформулированы в теореме Нётер . [8]

Основная идея симметрии перевода времени заключается в том, что сдвиг во времени не влияет на физические законы, т. е. законы природы, действующие сегодня, были одинаковыми в прошлом и будут такими же в будущем. [9] Эта симметрия подразумевает сохранение энергии . [10]

Нарушенная симметрия в нормальных кристаллах.

Обычный процесс (N-процесс) и процесс Umklapp (U-процесс). В то время как N-процесс сохраняет полный импульс фононов , U-процесс изменяет импульс фононов.

Обычные кристаллы демонстрируют нарушенную трансляционную симметрию : они повторяют узоры в пространстве и не инвариантны при произвольных перемещениях или вращениях. Законы физики не изменяются при произвольных перемещениях и вращениях. Однако если мы удерживаем неподвижными атомы кристалла, динамика электрона или другой частицы в кристалле зависит от того, как он движется относительно кристалла, а импульс частицы может измениться при взаимодействии с атомами кристалла — например, в Процессы Umklapp . [11] Однако квазиимпульс сохраняется в идеальном кристалле. [12]

Кристаллы времени демонстрируют нарушение симметрии, аналогичное нарушению симметрии дискретного перемещения в пространстве. Например, [ нужна цитация ] молекулы жидкости, замерзающей на поверхности кристалла, могут выстраиваться в линию с молекулами кристалла, но с рисунком менее симметричным, чем у кристалла: это нарушает первоначальную симметрию. Эта нарушенная симметрия демонстрирует три важные характеристики :

Нарушенная симметрия в кристаллах дискретного времени (DTC)

Кристаллы времени, кажется, нарушают симметрию перевода времени и имеют повторяющиеся закономерности во времени, даже если законы системы инвариантны при сдвиге времени. Кристаллы времени, реализованные экспериментально, демонстрируют нарушение симметрии дискретного перемещения во времени, а не непрерывного : они представляют собой системы с периодическим приводом, колеблющиеся с частотой, составляющей долю частоты движущей силы. (По словам Филипа Болла , DTC названы так потому, что «их периодичность представляет собой дискретное целое число, кратное периоду движения». [13] ) .

Первоначальная симметрия, которая представляет собой симметрию дискретного перевода времени ( ) с , спонтанно нарушается до более низкой симметрии дискретного перевода времени с , где время, период движения, целое число. [14]

Многие системы могут демонстрировать поведение спонтанного нарушения симметрии перевода времени, но не могут быть кристаллами дискретного времени (или Флоке): конвекционные ячейки , осциллирующие химические реакции , аэродинамический флаттер и субгармонический отклик на периодические движущие силы, такие как нестабильность Фарадея , спин ЯМР . эхо , параметрическое преобразование с понижением частоты и нелинейные динамические системы с удвоенным периодом . [14]

Однако кристаллы дискретного времени (или кристаллы Флоке) уникальны тем, что они следуют строгому определению нарушения симметрии дискретного перевода времени : [15]

Более того, нарушение симметрии во временных кристаллах является результатом многочастичных взаимодействий : порядок является следствием коллективного процесса , как и в пространственных кристаллах. [14] Это не относится к спиновому эху ЯМР.

Эти характеристики делают кристаллы дискретного времени аналогичными пространственным кристаллам, описанным выше, и могут считаться новым типом или фазой неравновесной материи. [14]

Термодинамика

Кристаллы времени не нарушают законов термодинамики : энергия во всей системе сохраняется, такой кристалл не преобразует самопроизвольно тепловую энергию в механическую работу и не может служить вечным хранилищем работы. Но оно может постоянно меняться по фиксированной схеме во времени до тех пор, пока система может поддерживаться. Они обладают «движением без энергии» [16] — их кажущееся движение не представляет собой традиционную кинетическую энергию. [17] Недавние экспериментальные достижения в исследовании кристаллов дискретного времени в их периодически управляемых неравновесных состояниях привели к началу исследования новых фаз неравновесной материи. [14]

Кристаллы времени не уклоняются от второго закона термодинамики, [18] хотя они спонтанно нарушают «симметрию перевода времени», обычное правило, согласно которому стабильный объект остается неизменным во времени. В термодинамике энтропия временного кристалла, понимаемая как мера беспорядка в системе, остается стационарной с течением времени, незначительно удовлетворяя второму закону термодинамики, не убывая. [19] [20]

История

Нобелевский лауреат Франк Вильчек в Университете Париж-Сакле

Идея квантового кристалла времени была теоретизирована в 2012 году Фрэнком Вильчеком , [21] [22] нобелевским лауреатом и профессором Массачусетского технологического института . В 2013 году Сян Чжан , наноинженер из Калифорнийского университета в Беркли , и его команда предложили создать кристалл времени в виде постоянно вращающегося кольца заряженных ионов. [23] [24]

В ответ Вильчеку и Чжану Патрик Бруно ( Европейский центр синхротронного излучения ) и Масаки Осикава ( Токийский университет ) опубликовали несколько статей, в которых утверждалось, что кристаллы пространства-времени невозможны. [25] [26]

Последующая работа разработала более точные определения нарушения симметрии перевода времени , что в конечном итоге привело к «недопустимому» утверждению Ватанабэ-Ошикавы о том, что квантовые кристаллы пространства-времени в равновесии невозможны. [27] [28] Более поздние работы ограничили сферу деятельности Ватанабэ и Осикавы: строго говоря, они показали, что дальний порядок как в пространстве, так и во времени невозможен в равновесии, но нарушение одной только симметрии перевода времени все еще возможно. [29] [30] [31]

Позже было предложено несколько реализаций кристаллов времени, которые позволяют избежать аргументов о недопустимости равновесия. [32] В 2014 году Кшиштоф Саша из Ягеллонского университета в Кракове предсказал поведение кристаллов дискретного времени в периодически управляемой системе с «ультрахолодным атомным облаком, подпрыгивающим на колеблющемся зеркале». [33] [34]

В 2016 году исследовательские группы в Принстоне и Санта-Барбаре независимо друг от друга предположили, что периодически управляемые квантовые спиновые системы могут демонстрировать похожее поведение. [35] Также в 2016 году Норман Яо из Беркли и его коллеги предложили другой способ создания кристаллов дискретного времени в спиновых системах. [36] Эти идеи были успешными и независимо реализованы двумя экспериментальными группами: группой под руководством Михаила Лукина из Гарварда [37] и группой под руководством Кристофера Монро из Университета Мэриленда . [38] Оба эксперимента были опубликованы в одном выпуске журнала Nature в марте 2017 года.

Позже на нескольких платформах были предложены кристаллы времени в открытых системах, так называемые диссипативные кристаллы времени, нарушающие дискретную [39] [40] [41] [42] и непрерывную [43] [44] симметрию перевода времени. Диссипативный кристалл времени был впервые экспериментально реализован в 2021 году группой Андреаса Хеммериха в Институте лазерной физики Гамбургского университета . [45] Исследователи использовали конденсат Бозе-Эйнштейна, сильно связанный с диссипативным оптическим резонатором , и было продемонстрировано, что кристалл времени спонтанно нарушает симметрию дискретного перевода времени, периодически переключаясь между двумя моделями атомной плотности. [45] [46] [47] В более раннем эксперименте группы Тилмана Эсслингера в ETH Zurich динамика предельного цикла [48] наблюдалась в 2019 году, [49] но были получены доказательства устойчивости к возмущениям и спонтанному характеру времени. -нарушение симметрии трансляции не рассматривалось.

В 2019 году физики Валерий Козин и Александр Кириенко доказали, что теоретически постоянный квантовый кристалл времени может существовать как изолированная система, если в системе присутствуют необычные дальнодействующие многочастичные взаимодействия. Исходный аргумент «не идти» справедлив только при наличии типичных полей ближнего действия, которые затухают так же быстро, как r − α , для некоторого α > 0 . Вместо этого Козин и Кириенко проанализировали гамильтониан многих тел со спином 1/2 с дальнодействующими многоспиновыми взаимодействиями и показали, что он нарушает непрерывную трансляционную симметрию во времени. Определенные спиновые корреляции в системе колеблются во времени, несмотря на то, что система закрыта и находится в основном энергетическом состоянии . Однако демонстрация такой системы на практике может быть непомерно трудной, [50] [51] и были высказаны опасения по поводу физического характера дальнодействующей природы модели. [52]

В 2022 году гамбургская исследовательская группа под руководством Ганса Кесслера и Андреаса Хеммериха впервые продемонстрировала непрерывный диссипативный кристалл времени, демонстрирующий спонтанное нарушение симметрии непрерывного перевода времени. [53] [54] [55] [56]

Эксперименты

В октябре 2016 года Кристофер Монро из Университета Мэриленда заявил, что создал первый в мире кристалл дискретного времени. Используя идеи, предложенные Яо и др., [36] его команда поймала цепочку из 171 иона Yb + в ловушку Пауля , удерживаемую радиочастотными электромагнитными полями. Одно из двух спиновых состояний выбиралось парой лазерных лучей. Лазеры были импульсными, форма импульса контролировалась акустооптическим модулятором с использованием окна Тьюки , чтобы избежать слишком большого количества энергии на неправильной оптической частоте. Сверхтонкие электронные состояния в этой установке: 2 S 1/2 | F = 0, м F = 0⟩ и | F = 1, m F = 0⟩ , имеют очень близкие энергетические уровни, разделенные частотой 12,642831 ГГц. Десять ионов , охлажденных доплером , были помещены в линию длиной 0,025 мм и соединены вместе.

Исследователи наблюдали субгармонические колебания привода. Эксперимент показал «жесткость» кристалла времени, при которой частота колебаний оставалась неизменной даже при возмущении кристалла времени, и что он приобретал собственную частоту и вибрировал в соответствии с ней (а не только с частотой привода). Однако, как только возмущение или частота вибрации становились слишком сильными, кристалл времени «расплавлялся», терял это субгармоническое колебание и возвращался в то же состояние, что и раньше, где он двигался только с индуцированной частотой. [38]

Также в 2016 году Михаил Лукин из Гарварда также сообщил о создании управляемого кристалла времени. Его группа использовала кристалл алмаза , легированный высокой концентрацией азотно-вакансионных центров , которые имеют сильную диполь-дипольную связь и относительно долгоживущую спиновую когерентность . Эта сильно взаимодействующая диполярная спиновая система управлялась микроволновыми полями, а спиновое состояние ансамбля определялось оптическим (лазерным) полем. Было замечено, что спиновая поляризация развивается на половине частоты СВЧ-привода. Колебания сохранялись более 100 циклов. Этот субгармонический отклик на частоту возбуждения рассматривается как признак кристаллического времени порядка. [37]

В мае 2018 года группа из Университета Аалто сообщила, что они наблюдали образование квазикристалла времени и его фазовый переход в кристалл непрерывного времени в сверхтекучем гелии -3, охлажденном с точностью до одной десятитысячной кельвина от абсолютного нуля (0,0001 К). ). [57] 17 августа 2020 года Nature Materials опубликовала письмо той же группы, в котором говорится, что им впервые удалось наблюдать взаимодействия и поток составляющих частиц между двумя кристаллами времени. [58]

В феврале 2021 года команда Института интеллектуальных систем Макса Планка описала создание кристалла времени, состоящего из магнонов , и исследовала его с помощью сканирующей просвечивающей рентгеновской микроскопии, чтобы запечатлеть повторяющуюся периодическую структуру намагничивания в первой известной видеозаписи такого типа. [59] [60]

В июле 2021 года группа под руководством Андреаса Хеммериха из Института лазерной физики Гамбургского университета представила первую реализацию кристалла времени в открытой системе, так называемого диссипативного кристалла времени с использованием ультрахолодных атомов , связанных с оптическим резонатором . Главным достижением этой работы является положительное применение диссипации, которое фактически помогает стабилизировать динамику системы. [45] [46] [47]

В ноябре 2021 года совместная работа Google и физиков из нескольких университетов сообщила о наблюдении кристалла дискретного времени на процессоре Google Sycamore , квантовом вычислительном устройстве. Чип из 20 кубитов использовался для получения конфигурации локализации многих тел с верхними и нижними спинами, а затем стимулировался лазером для создания периодически управляемой системы « Флоке », в которой все верхние спины переворачиваются на низшие и наоборот в периодических циклах. которые кратны частоте лазера. Хотя лазер необходим для поддержания необходимых условий окружающей среды, энергия лазера не поглощается, поэтому система остается в защищенном собственном состоянии . [20] [61]

Ранее, в июне и ноябре 2021 года, другие команды получили кристаллы виртуального времени на основе систем Флоке по принципам, аналогичным принципам эксперимента Google, но с помощью квантовых симуляторов , а не квантовых процессоров: сначала группа из Университета Мэриленда получила кристаллы времени на ловушках . ионные кубиты с использованием высокочастотного управления, а не локализации многих тел [62] [63] , а затем в результате сотрудничества между TU Delft и TNO в Нидерландах под названием Qutech были созданы кристаллы времени из ядерных спинов в центрах азот-вакансии (NV) углерода -13 на алмаз, достигающий большего времени, но меньшего количества кубитов. [64] [65]

В феврале 2022 года ученый из Калифорнийского университета в Риверсайде сообщил о диссипативном кристалле времени, похожем на систему июля 2021 года, но полностью оптическом, что позволило ученому эксплуатировать его при комнатной температуре. В этом эксперименте синхронизация инжекции использовалась для направления лазеров на определенной частоте внутрь микрорезонатора, создавая решетчатую ловушку для солитонов на субгармонических частотах. [66] [67]

В марте 2022 года два физика из Мельбурнского университета провели новый эксперимент по изучению кристаллов времени на квантовом процессоре , на этот раз с использованием квантовых процессоров IBM в Манхэттене и Бруклине, наблюдая в общей сложности 57 кубитов. [68] [69] [70]

В июне 2022 года о наблюдении кристалла непрерывного времени сообщила группа Института лазерной физики Гамбургского университета под руководством Ганса Кесслера и Андреаса Хеммериха. В системах с периодическим приводом симметрия перевода времени разбивается на симметрию дискретного перевода времени из-за движения. Кристаллы дискретного времени нарушают эту симметрию дискретного преобразования времени, колеблясь с частотой, кратной частоте возбуждения. В новом эксперименте привод (лазер накачки) работал непрерывно, соблюдая таким образом симметрию непрерывного перемещения во времени. Вместо субгармонического отклика система демонстрировала колебания с собственной частотой и временной фазой, принимающей случайные значения от 0 до 2π, как и ожидалось для спонтанного нарушения симметрии непрерывного перевода времени. Более того, было показано, что наблюдаемые колебания предельного цикла устойчивы к возмущениям технического или фундаментального характера, таким как квантовый шум и, в силу открытости системы, флуктуации, связанные с диссипацией. Система представляла собой бозе-эйнштейновский конденсат в оптическом резонаторе , который накачивался оптической стоячей волной, ориентированной перпендикулярно оси резонатора и находился в сверхизлучательной фазе , локализующейся на двух бистабильных основных состояниях , между которыми он колебался. [53] [54] [55] [56]

Рекомендации

  1. ↑ Аб Закшевский, Якуб (15 октября 2012 г.). «Точка зрения: кристаллы времени». физика.aps.org . АПС Физика. Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
  2. ^ Саша, Кшиштоф (2015). «Моделирование спонтанного нарушения симметрии перевода времени». Физический обзор А. 91 (3): 033617. arXiv : 1410.3638 . Бибкод : 2015PhRvA..91c3617S. doi : 10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN  1050-2947. S2CID  118627872.
  3. ^ Хемани и др. (2016)
  4. ^ Еще и др. (2016).
  5. ↑ Аб Ришерм, Фил (18 января 2017 г.). «Как создать кристалл времени». Физика . Американское физическое общество. 10 : 5. Бибкод : 2017PhyOJ..10....5R. дои : 10.1103/Физика.10.5 . Проверено 5 апреля 2021 г.
  6. ^ ab «Физики впервые в мире создали кристалл времени».
  7. ^ Саша, Кшиштоф; Закшевский, Якуб (1 января 2018 г.). «Кристаллы времени: обзор». Отчеты о прогрессе в физике . 81 (1): 016401. arXiv : 1704.03735 . Бибкод : 2018RPPH...81a6401S. дои : 10.1088/1361-6633/aa8b38. PMID  28885193. S2CID  28224975.
  8. ^ Цао, Тянь Юй (25 марта 2004 г.). Концептуальные основы квантовой теории поля. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-60272-3.См. стр. 151.
  9. ↑ Вильчек, Франк (16 июля 2015 г.). Красивый вопрос: обнаружение глубинного замысла природы. Пингвин Букс Лимитед. ISBN 978-1-84614-702-9.См. гл. 3.
  10. ^ Фэн, Дуань; Цзинь, Гоцзюнь (2005). Введение в физику конденсированного состояния. Сингапур: World Scientific. ISBN 978-981-238-711-0.См. стр. 18.
  11. ^ Сойом, Йено (19 сентября 2007 г.). Основы физики твердого тела: Том 1: Структура и динамика. Спрингер. ISBN 978-3-540-72600-5.См. стр. 193.
  12. ^ Сойом, Йено (19 сентября 2007 г.). Основы физики твердого тела: Том 1: Структура и динамика. Спрингер. ISBN 978-3-540-72600-5.См. стр. 191.
  13. ↑ Болл, Филип (17 июля 2018 г.). «В поисках кристаллов времени». Мир физики . 31 (7): 29. Бибкод : 2018PhyW...31g..29B. дои : 10.1088/2058-7058/31/7/32. S2CID  125917780 . Проверено 6 сентября 2021 г. «Дискретность» обусловлена ​​тем, что их периодичность представляет собой дискретное целое число, кратное периоду движения.
  14. ^ abcde Else, DW; Монро, К.; Наяк, К.; Яо, Нью-Йорк (март 2020 г.). «Дискретные кристаллы времени». Ежегодный обзор физики конденсированного состояния . 11 : 467–499. arXiv : 1905.13232 . Бибкод : 2020ARCMP..11..467E. doi : 10.1146/annurev-conmatphys-031119-050658. S2CID  173188223.
  15. ^ Аб Яо; Наяк (2018). «Кристаллы времени в периодически управляемых системах». Физика сегодня . 71 (9): 40–47. arXiv : 1811.06657 . Бибкод : 2018PhT....71i..40Y. дои : 10.1063/PT.3.4020. ISSN  0031-9228. S2CID  119433979.
  16. ^ Экипаж, Бек. «Кристаллы времени все-таки могут существовать – и они могут нарушать пространственно-временную симметрию». НаукаАлерт . Проверено 21 сентября 2017 г.
  17. ^ Коуэн, Рон (2 февраля 2017 г.). «Кристаллы времени» могут быть законной формой вечного двигателя». Научный американец . Проверено 22 июля 2023 г.
  18. ^ «Google, возможно, создал неуправляемое новое состояние материи: кристаллы времени» . Популярная механика . Проверено 4 августа 2021 г.
  19. ^ Кубота, Тейлор; Университет Стэнфорд. «Физики создают кристаллы времени с помощью квантовых компьютеров». физ.орг . Проверено 03 декабря 2021 г.
  20. ^ Аб Ми, Сяо; Ипполити, Маттео; Кинтана, Крис; Грин, Ами; Чен, Цзыцзюнь; Гросс, Джонатан; Аруте, Фрэнк; Арья, Кунал; Аталая, Хуан; Бэббуш, Райан; Бардин, Джозеф К. (2022). «Порядок собственных состояний временного кристалла на квантовом процессоре». Природа . 601 (7894): 531–536. arXiv : 2107.13571 . Бибкод : 2022Natur.601..531M. doi : 10.1038/s41586-021-04257-w. ISSN  1476-4687. ПМЦ 8791837 . ПМИД  34847568. 
  21. ^ Вильчек, Франк (2012). «Квантовые кристаллы времени». Письма о физических отзывах . 109 (16): 160401. arXiv : 1202.2539 . Бибкод : 2012PhRvL.109p0401W. doi : 10.1103/PhysRevLett.109.160401. ISSN  0031-9007. PMID  23215056. S2CID  1312256.
  22. ^ Шапере, Альфред; Вильчек, Франк (2012). «Классические кристаллы времени». Письма о физических отзывах . 109 (16): 160402. arXiv : 1202.2537 . Бибкод : 2012PhRvL.109p0402S. doi : 10.1103/PhysRevLett.109.160402. ISSN  0031-9007. PMID  23215057. S2CID  4506464.
  23. ^ См. Ли и др. (2012а, 2012б).
  24. ↑ Волчовер, Натали (25 апреля 2013 г.). «Испытание вечного двигателя может изменить теорию времени». quantamagazine.org . Фонд Саймонса. Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
  25. ^ См. Бруно (2013a) и Бруно (2013b).
  26. ↑ Томас, Джессика (15 марта 2013 г.). «Заметки редакции: последствия спорной идеи». физика.aps.org . АПС Физика. Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
  27. ^ См. Nozières (2013), Yao et al. (2017), с. 1 и Воловик (2013).
  28. ^ Ватанабэ, Харуки; Осикава, Масаки (2015). «Отсутствие квантовых кристаллов времени». Письма о физических отзывах . 114 (25): 251603. arXiv : 1410.2143 . Бибкод : 2015PhRvL.114y1603W. doi : 10.1103/PhysRevLett.114.251603. ISSN  0031-9007. PMID  26197119. S2CID  312538.
  29. ^ Меденьяк, Марко; Буча, Берислав; Якш, Дитер (20 июля 2020 г.). «Изолированный магнит Гейзенберга как квантовый кристалл времени». Физический обзор B . 102 (4): 041117. arXiv : 1905.08266 . Бибкод : 2020PhRvB.102d1117M. doi : 10.1103/physrevb.102.041117. ISSN  2469-9950. S2CID  160009779.
  30. ^ Кхемани, Ведика; Месснер, Родерих; Сондхи, SL (23 октября 2019 г.). «Краткая история кристаллов времени». arXiv : 1910.10745 [cond-mat.str-el].
  31. ^ Урих, П.; Дефеню, Н.; Джафари, Р.; Халиме, JC (2020). «Неравновесная фазовая диаграмма дальнодействующих сверхпроводников». Физический обзор B . 101 (24): 245148. arXiv : 1910.10715 . Бибкод : 2020PhRvB.101x5148U. дои : 10.1103/physrevb.101.245148 .
  32. ^ См. Wilczek (2013b) и Yoshii et al. (2015).
  33. ^ Саша, Кшиштоф (2015). «Моделирование спонтанного нарушения симметрии перевода времени». Физический обзор А. 91 (3): 033617. arXiv : 1410.3638 . Бибкод : 2015PhRvA..91c3617S. doi : 10.1103/PhysRevA.91.033617. ISSN  1050-2947. S2CID  118627872. Мы показываем, что ультрахолодное атомное облако, отскакивающее от колеблющегося зеркала, может выявить спонтанное нарушение симметрии дискретного перевода времени.
  34. ^ Саша, Кшиштоф (2020). Кристаллы Времени. Серия Springer по атомной, оптической физике и физике плазмы. Том. 114. Спрингер. дои : 10.1007/978-3-030-52523-1. ISBN 978-3-030-52522-4. S2CID  240770955.
  35. ^ См. Кхемани и др. (2016) и Эльзе и др. (2016)
  36. ^ Аб Яо, Нью-Йорк; Поттер, AC; Потирниче, И.-Д.; Вишванат, А. (2017). «Дискретные кристаллы времени: жесткость, критичность и реализации». Письма о физических отзывах . 118 (3): 030401. arXiv : 1608.02589 . Бибкод : 2017PhRvL.118c0401Y. doi :10.1103/PhysRevLett.118.030401. ISSN  0031-9007. PMID  28157355. S2CID  206284432.
  37. ^ Аб Чой, Сунвон; Чхве, Джунхи; Ландиг, Рената; Куско, Георг; Чжоу, Хэнъюнь; Исоя, Дзюнъити; Железко, Федор; Онода, Синобу; Сумия, Хитоши; Кхемани, Ведика; фон Кейзерлингк, Курт; Яо, Норман Ю.; Демлер, Юджин; Лукин, Михаил Дмитриевич (2017). «Наблюдение дискретного кристаллического времени порядка в неупорядоченной диполярной системе многих тел». Природа . 543 (7644): 221–225. arXiv : 1610.08057 . Бибкод : 2017Natur.543..221C. дои : 10.1038/nature21426. ISSN  0028-0836. ПМЦ 5349499 . ПМИД  28277511. 
  38. ^ Аб Чжан, Дж.; Хесс, П.В.; Киприанидис, А.; Беккер, П.; Ли, А.; Смит, Дж.; Пагано, Дж.; Потирниче, И.-Д.; Поттер, AC; Вишванат, А.; Яо, Нью-Йорк; Монро, К. (2017). «Наблюдение кристалла дискретного времени». Природа . 543 (7644): 217–220. arXiv : 1609.08684 . Бибкод : 2017Natur.543..217Z. дои : 10.1038/nature21413. PMID  28277505. S2CID  4450646.
  39. ^ Иемини, Фернандо; Руссоманно, Анджело; Килинг, Джонатан; Широ, Марко; Дальмонте, Марчелло; Фасио, Росарио (16 июля 2018 г.). «Пограничные кристаллы времени». Физ. Преподобный Летт . 121 (35301): 035301. arXiv : 1708.05014 . Бибкод : 2018PhRvL.121c5301I. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.035301. PMID  30085780. S2CID  51683292.
  40. ^ Гонг, Цзунпин; Хамазаки, Рюсуке; Уэда, Масахито (25 января 2018 г.). «Дискретный временной кристаллический порядок в системах КЭД резонаторов и контуров». Физ. Преподобный Летт . 120 (40404): 040404.arXiv : 1708.01472 . Бибкод : 2018PhRvL.120d0404G. doi : 10.1103/PhysRevLett.120.040404. PMID  29437420. S2CID  206307409.
  41. ^ Филиппо Мария, Гамбетта; Каролло, Федерико; Маркуцци, Маттео; Гаррахан, Хуан П.; Лесановский, Игорь (8 января 2019 г.). «Дискретные кристаллы времени при отсутствии явной симметрии или беспорядка в открытых квантовых системах». Физ. Преподобный Летт . 122 (15701): 015701. arXiv : 1807.10161 . Бибкод : 2019PhRvL.122a5701G. doi : 10.1103/PhysRevLett.122.015701. PMID  31012672. S2CID  119187766.
  42. ^ Буча, Берислав; Якш, Дитер (23 декабря 2019 г.). «Нестационарность, вызванная диссипацией в квантовом газе». Письма о физических отзывах . 123 (26): 260401. arXiv : 1905.12880 . Бибкод : 2019PhRvL.123z0401B. doi : 10.1103/PhysRevLett.123.260401. PMID  31951440. S2CID  170079211.
  43. ^ Иемини, Ф.; Руссоманно, А.; Килинг, Дж.; Широ, М.; Дальмонте, М.; Фасио, Р. (16 июля 2018 г.). «Пограничные кристаллы времени». Письма о физических отзывах . 121 (3): 035301. arXiv : 1708.05014 . Бибкод : 2018PhRvL.121c5301I. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.035301. hdl : 10023/14492. PMID  30085780. S2CID  51683292.
  44. ^ Буча, Берислав; Тиндалл, Джозеф; Якш, Дитер (15 апреля 2019 г.). «Нестационарная когерентная квантовая динамика многих тел посредством диссипации». Природные коммуникации . 10 (1): 1730. arXiv : 1804.06744 . Бибкод : 2019NatCo..10.1730B. дои : 10.1038/s41467-019-09757-y. ISSN  2041-1723. ПМК 6465298 . ПМИД  30988312. 
  45. ^ abc Кесслер, Ганс; Конгхамбут, Пхаттамон; Жорж, Кристоф; Мэти, Людвиг; Косме, Джейсон Г.; Хеммерих, Андреас (19 июля 2021 г.). «Наблюдение диссипативного кристалла времени». Письма о физических отзывах . 127 (4): 043602. arXiv : 2012.08885 . Бибкод : 2021PhRvL.127d3602K. doi : 10.1103/PhysRevLett.127.043602. PMID  34355967. S2CID  229210935.
  46. ^ Аб Гонг, Цзунпин; Уэда, Масахито (19 июля 2021 г.). «Кристаллы времени в открытых системах». Физика . 14 : 104. Бибкод : 2021PhyOJ..14..104G. дои : 10.1103/Физика.14.104 . S2CID  244256783.
  47. ^ Аб Болл, Филип (сентябрь 2021 г.). «Квантовые кристаллы времени открываются». Природные материалы . 20 (9): 1172. Бибкод : 2021NatMa..20.1172B. дои : 10.1038/s41563-021-01090-4. ISSN  1476-4660. PMID  34433935. S2CID  237299508.
  48. ^ Пьяцца, Франческо; Ритч, Хельмут (15 октября 2015 г.). «Самоупорядоченные предельные циклы, хаос и проскальзывание фазы со сверхтекучей жидкостью внутри оптического резонатора». Письма о физических отзывах . 115 (16): 163601. arXiv : 1507.08644 . Бибкод : 2015PhRvL.115p3601P. doi : 10.1103/PhysRevLett.115.163601. PMID  26550874. S2CID  5080527.
  49. ^ Догра, Нишант; Ландини, Мануэле; Крегер, Катрин; Хруби, Лоренц; Доннер, Тобиас; Эсслингер, Тилман (20 декабря 2019 г.). «Структурная нестабильность, вызванная диссипацией, и киральная динамика в квантовом газе». Наука . 366 (6472): 1496–1499. arXiv : 1901.05974 . Бибкод : 2019Sci...366.1496D. doi : 10.1126/science.aaw4465. ISSN  0036-8075. PMID  31857481. S2CID  119283814.
  50. ↑ Чо, Адриан (27 ноября 2019 г.). «Назад в будущее: оригинальный кристалл времени возвращается». Наука . дои : 10.1126/science.aba3793 . Проверено 19 марта 2020 г.
  51. ^ Козин, Валерий К.; Кириенко, Александр (20 ноября 2019 г.). «Квантовые кристаллы времени из гамильтонианов с дальнодействующими взаимодействиями». Письма о физических отзывах . 123 (21): 210602. arXiv : 1907.07215 . Бибкод : 2019PhRvL.123u0602K. doi :10.1103/PhysRevLett.123.210602. ISSN  0031-9007. PMID  31809146. S2CID  197431242.
  52. ^ Кхемани, Ведика; Месснер, Родерих; Сондхи, SL (2020). «Комментарий к статье «Квантовые кристаллы времени из гамильтонианов с дальнодействующими взаимодействиями»".arXiv : 2001.11037 [ cond-mat.str-el].
  53. ^ аб Конгхамбут, Пхаттамон; Скулте, Джим; Мэти, Людвиг; Косме, Джейсон Г.; Хеммерих, Андреас; Кесслер, Ганс (5 августа 2022 г.). «Наблюдение кристалла непрерывного времени». Наука . 377 (6606): 670–673. arXiv : 2202.06980 . Бибкод : 2022Sci...377..670K. дои : 10.1126/science.abo3382. ISSN  0036-8075. PMID  35679353. S2CID  246863968.
  54. ^ аб ЛеБлан, Линдси Дж. (05 августа 2022 г.). «Раскрытие спонтанности в кристалле времени». Наука . 377 (6606): 576–577. Бибкод : 2022Sci...377..576L. doi : 10.1126/science.add2015. ISSN  0036-8075. PMID  35926056. S2CID  251349796.
  55. ^ ab «Исследователи наблюдают кристалл непрерывного времени». www.cui-advanced.uni-hamburg.de . Проверено 7 августа 2022 г.
  56. ^ ab Гамбург, Университет (03.07.2022). «Физики впервые создали непрерывный кристалл времени». СайТехДейли . Проверено 7 августа 2022 г.
  57. ^ Аутти, С.; Ельцов В.Б.; Воловик, Г.Е. (май 2018 г.). «Наблюдение квазикристалла времени и его переход в сверхтекучий кристалл времени». Письма о физических отзывах . 120 (21): 215301. arXiv : 1712.06877 . Бибкод : 2018PhRvL.120u5301A. doi : 10.1103/PhysRevLett.120.215301. PMID  29883148. S2CID  46997186.
  58. ^ Аутти, С.; Хейккинен, П.Дж.; Мякинен, Дж. Т.; Воловик, Г.Э.; Завьялов В.В.; Ельцов, В.Б. (февраль 2021 г.). «Эффект AC Джозефсона между двумя сверхтекучими кристаллами времени». Природные материалы . 20 (2): 171–174. arXiv : 2003.06313 . Бибкод : 2021NatMa..20..171A. дои : 10.1038/s41563-020-0780-y. PMID  32807922. S2CID  212717702.
  59. ^ Трегер, Ник; Грушецкий, Павел; Лисецкий, Филип; Гросс, Феликс; Фёрстер, Йоханнес; Вейганд, Маркус; Гловинский, Хуберт; Кусвик, Петр; Дубовик, Януш; Шютц, Гизела; Кравчик, Мацей (3 февраля 2021 г.). «Наблюдение взаимодействия магнонов с управляемыми пространственно-временными кристаллами в реальном пространстве». Письма о физических отзывах . 126 (5): 057201. arXiv : 1911.13192 . Бибкод : 2021PhRvL.126e7201T. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.057201. PMID  33605763. S2CID  208512720.
  60. ↑ Уильямс, Джон (9 февраля 2021 г.). «Первая в мире видеозапись кристалла пространства-времени». Институт Макса Планка интеллектуальных систем . Проверено 7 августа 2021 г.
  61. ^ Волховер, Натали (30 июля 2021 г.). «Вечные перемены без энергии: кристалл времени наконец стал реальностью». Журнал Кванта . Проверено 30 июля 2021 г.
  62. ^ Киприанидис, А.; Мачадо, Ф.; Моронг, В.; Беккер, П.; Коллинз, Канзас; В противном случае, ДВ; Фэн, Л.; Хесс, П.В.; Наяк, К.; Пагано, Дж.; Яо, Нью-Йорк (11 июня 2021 г.). «Наблюдение дотеплового кристалла дискретного времени». Наука . 372 (6547): 1192–1196. arXiv : 2102.01695 . Бибкод : 2021Sci...372.1192K. doi : 10.1126/science.abg8102. ISSN  0036-8075. PMID  34112691. S2CID  231786633.
  63. ^ С, Роберт; эр; Беркли, Калифорнийский университет (10 ноября 2021 г.). «Создание кристаллов времени с использованием новых архитектур квантовых вычислений». СайТехДейли . Проверено 27 декабря 2021 г.
  64. ^ Рэндалл, Дж.; Брэдли, CE; ван дер Гронден, ФВ; Галичина, А.; Абобей, Миннесота; Маркхэм, М.; Твитчен, диджей; Мачадо, Ф.; Яо, Нью-Йорк; Таминиау, TH (17 декабря 2021 г.). «Многочастичный кристалл дискретного времени с программируемым спиновым квантовым симулятором». Наука . 374 (6574): 1474–1478. arXiv : 2107.00736 . Бибкод : 2021Sci...374.1474R. doi : 10.1126/science.abk0603. ISSN  0036-8075. PMID  34735218. S2CID  235727352.
  65. ^ Буркамп, Мартейн (17 ноября 2021 г.). «Физики создают кристаллы дискретного времени в программируемом квантовом симуляторе». Мир физики . Проверено 27 декабря 2021 г.
  66. ↑ Старр, Мишель (16 февраля 2022 г.). «Новый прорыв может вывести кристаллы времени из лаборатории в реальный мир». НаукаАлерт . Проверено 11 марта 2022 г.
  67. ^ Тахери, Хосейн; Мацко, Андрей Б.; Малеки, Лютня; Саша, Кшиштоф (14 февраля 2022 г.). «Полностьюоптические диссипативные кристаллы дискретного времени». Природные коммуникации . 13 (1): 848. Бибкод : 2022NatCo..13..848T. дои : 10.1038/s41467-022-28462-x. ISSN  2041-1723. ПМЦ 8844012 . ПМИД  35165273. 
  68. ^ Чо, Адриан (2 марта 2022 г.). «Физики создали самый большой кристалл времени». Наука . doi : 10.1126/science.adb1790.
  69. ^ Фрей, Филипп; Рэйчел, Стефан (04 марта 2022 г.). «Реализация кристалла дискретного времени на 57 кубитах квантового компьютера». Достижения науки . 8 (9): eabm7652. arXiv : 2105.06632 . Бибкод : 2022SciA....8M7652F. doi : 10.1126/sciadv.abm7652. ISSN  2375-2548. ПМК 8890700 . ПМИД  35235347. 
  70. ^ Фрей, Филипп; Рэйчел, Стефан (2 марта 2022 г.). «Вечно тикающие часы»: мы создали «кристалл времени» внутри квантового компьютера». Разговор . Проверено 8 марта 2022 г.

Академические статьи

Книги

Нажимать

Внешние ссылки