关于谷歌量子计算机内部制造的“时间水晶”,这个说法源自于2021年发布的一篇科学论文和相关的新闻报道。在这项研究中,谷歌的研究人员与来自其他机构的科学家合作,宣布在量子处理器上观察到了一种称为“时间晶体”的特殊相态。这一发现对基础物理学研究具有重要意义,因为它为理解和探索量子力学和许多体系统中的非平衡态提供了一个新的平台,但说它能“永远改变物理学”可能需要更谨慎的解读。
时间晶体是理论物理学家弗兰克·威尔切克(Frank Wilczek)在2012年首次提出的概念,它们是一种四维晶体结构,在时间维度上表现出周期性的重复模式,而不需要消耗能量或违反热力学第二定律。传统晶体在空间中展现出周期性排列,如食盐的分子结构;而时间晶体则是在时间上展现这种周期性,即便在没有外部驱动力的情况下也能维持这种动态平衡状态。
谷歌的团队利用超导量子比特(qubits)构建的人工量子系统,模拟了时间晶体的行为。这一成就不仅验证了时间晶体理论的可行性,还展示了量子计算在模拟复杂物理现象方面的潜力,这对于材料科学、量子信息处理等领域可能有深远影响。
然而,说这一发现能够“永远改变物理学”可能过于夸大其词。虽然这一研究确实标志着量子技术和量子物质科学领域的重要进步,但物理学作为一个广泛的学科,其基本原理和众多分支不会因为单一研究的成果而发生永久性的、全局性的改变。相反,时间晶体的研究为物理学界提供了一个新的研究方向,可能会逐步深化我们对量子力学、凝聚态物理以及时间对称性等方面的理解。
总之,谷歌量子计算机中实现的时间晶体是一个激动人心的科学进展,它增强了我们对自然界奇异现象的认识,并为未来的技术创新提供了可能的路径,但其对物理学的影响是一个渐进且多方面的过程,而非一蹴而就的革命。