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现。1982 年，物理家斯图尔特·费曼（Richard Feynmann）在他重申相合对论数值机构思的科学论文之中并不认为，相合对论数值机尽可能会用来模拟人们尽可能会忘了的任何相合对论子系统之中的相对论性。

整整晶体结构实现了这一愿景。由于其精巧的组合而再加，大自然本身某种程度忘记能没用建构出新这样的相合对论物体。是想象力构建了它的“”，而大大自然最以致于人费解的规律性将“提炼”融为一体。

不可能会的想法赢回许多学生

整整晶体结构在此之此前的定义普遍存在一个有可能缺点。

医学奖共获、物理家 Frank Wilczek 在 2012 年研究员一门关于一般晶体结构（内部空两者之间晶体结构）的课程时重申了这一构思。“如果我们对内部空两者之间上的晶体结构开展思考，那么再考虑整整上的晶体结构这一分类也是大自然而然的事情，”在那以后没多久，他这样告诉 Quanta Mazagine。（英文版中有：物理上的晶体结构就是指具均匀分布的内部空两者之间反转等价[时两者之间延迟性段落]的点阵。在整整等价上具相同性质的就是整整晶体结构。）

再考虑一块祖母绿，它是一团碳原子的结晶相合。这团碳原子在任何内部空两者之间此前面都不受到同一方程的约束，因此其基本概念呈现新内部空两者之间时两者之间延迟性的变动，原子位于内部空两者之间晶体的格点。物理家称之为“内部空两者之间反转等价的集体破缺”。只有最低光能的熵才会以这一方式即使如此内部空两者之间等价。

Wilczek 预想了一个有利于的多一小子系统，区别于祖母绿。但这一结构即使如此的是整整反转等价：它开展时两者之间延迟性的国家主义，以规则的时两者之间延迟送回初始的可用情况下。

Wilczek 重申的整整晶体结构与摆钟（也是开展时两者之间延迟性国家主义的物体）截然各不相合同。钟摆耗用光能，并最终在光能耗尽时此前行。但 Wilczek 的整整晶体结构西北面超平稳的熵（ultra-stable equilibrium state），不需要光能输进，就能无期限地持续下去。

这有点不可生民，基本上也确实不合生民：在轰动与疑虑以后，2014 年的一项研究工作表明，就像历史上的众多便是构思一样，Wilczek 的方案挫败了。

同年，圣母所大学的研究工作其他部门正在开展其他研究工作。Khemani 正与她的Clark讨教 Sondhi 研究工作多体相合对论所谓所谓（many-body localization，是 Anderson 相合对论所谓所谓的延伸）相合关的研究工作。Anderson 相合对论所谓所谓陈述电子可以被“卡在原地”，就像卡在陡峭离地的缝隙之中一样，这一推测拿下了 1958 年的医学奖。

对电子最差的揭示方式是佩，根据佩在各不相合同此前面的值尽可能会推算出新在那里检测到相对论性的可能性。随着整整演所谓，佩会大自然地发散。但 Philip Anderson 推测一些不确定性（例如晶体之中随机的缺点）会造成佩的对立，与自身消除干涉（interfere），破坏原有适应性，在一个极小区外均的地方与自身再加。相对论性由此愈演愈烈相合对论所谓所谓。

几十年来，人们一直并不认为多个相对论性两者之间的相合互作用会破坏这一干涉现象（英文版中有：即使相合对论多体子系统之中的相对论性能没用相合对论所谓所谓）。但 2005 年，柏克莱斯坦福所大学和哥伦比亚所大学的三位物理家的研究工作表明，均匀分布的相对论性双链尽可能会愈演愈烈多体相合对论所谓所谓；也就是话说，其之中相对论性都面临了单独情况下。这一现象后来被选为了整整晶体结构的首个要素。

再考虑一排相对论性，其之中每个相对论性都具西北面向右，侧边，或两者以某可能性混合情况下的磁矩（电磁伸展）。假设在此之此前 4 个相对论性的磁矩分别为上、下、下、上。若可能会，这些磁矩会愈演愈烈相合对论瞬时（quantum mechanically fluctuate），并快速对齐（全部向右或全部侧边，英文版中有）。但彼此之两者之间随机的干涉可能会造成这排相对论性“卡在”某种特定可用之中，能没用重一新排列，也能没用离开熵有利于。它们会忘记西北面上、下、下、上的情况下。

Sondhi 和一位密友推测，多体相合对论所谓所谓子系统可以表现出新一种特殊的力图，这被选为了整整晶体结构的第二个要素：如果倒置子系统之中的所有磁矩（如将范例之中的磁矩子系统，变成下、上、上、下），得到的会是另一个平稳的多体相合对论所谓所谓子系统。

图片举例：Samuel Velasco/Quanta

在 2014 年的秋天，Khemani 作为访问学者，申请加进了位于德累斯顿的；还有所的 Sondhi 一个团队。Moessner 和 Lazarides 在那里专门研究工作Floquet 子系统，即不受时两者之间延迟性涡轮机的子系统，例如特定基频雷射唤起的晶体结构。雷射的气压时两者之间延迟性变动，其对子系统的冲击现象也会时两者之间延迟性变动。

Moessner、Lazarides、Sondhi 和 Khemani 研究工作了多体相合对论所谓所谓子系统在这种时两者之间延迟性涡轮机下的犯罪行为。他们在数值和模拟之中推测，当常用雷射以特定方式唤起相合对论所谓所谓磁矩双链时，磁矩子系统会西行倒置，持续在两个各不相合同的多体相合对论所谓所谓情况下彼此之两者之间周而复始，而不从雷射之中吸收任何普贤光能。

他们将这一推测称做pi 磁矩地板相合（pi 声称 180° 倒置）。一个团队在 2015 年的不须为稿本科学论文之中分析报告了这种一新物相合的定义——这是有史以来被推测的第一个多体非有利于相合，但“整整晶体结构”一词不曾能显今天科学论文之中。该研究工作于 2016 年翌年出新版在《物理评论新闻周刊》（PRL）上，作者们在不没用一新版本之中加进了这一术语，并向将 pi 磁矩地板相合与整整晶体结构密切联系好像的审稿人致谢。

在不须为稿本发布一新闻和科学论文翌年出新版彼此之两者之间还愈演愈烈了许多事情：Wilczek 之此前的研究工作生 Nayak 和密友 Dominic Else 和 Bela Bauer 在 2016 年 3 翌年发布一新闻了一篇不须为稿本科学论文，重申普遍存在被称做 Floquet 整整晶体结构的固体。他们以 Khenami 和室友的 pi 磁矩地板相合为例作了陈述。

Floquet 整整晶体结构表现出新与 Wilzcek 预想相合同的犯罪行为，但局限不受外部核能时两者之间延迟性涡轮机的情形。不过这一推测不曾能宣称整整晶体结构西北面熵熵，因此这不妨碍 Wilczek 在此之此前的预想。由于它是一个多体相合对论所谓所谓子系统，其磁矩或其他一小都能没用达到熵；它们被“困在原地”。但尽管被雷射或其他核能涡轮机，该子系统也这不加剧。相合反地，它在相合对论所谓所谓情况下彼此之两者之间无限地西行周而复始。

哈佛所大学的凝聚态物理家 Vedika Khemani 在 2015 年读研究工作生时与三位合著者构思了最近实现的整整晶体结构。图片举例：Rod Searcey

雷射今天即使如此了均匀分布磁矩双链在整整上的翌年份等价，“均匀分布的整整反转等价”（discrete time-translation symmetry）这样一来——也就是话说，相合同的条件非常少在雷射的每个周而复始时两者之间延迟告一段落后才会显现。而磁矩的西行倒置进一步破坏了雷射施加的均匀分布整整反转等价——其时两者之间延迟时雷射时两者之间延迟的数倍。

Khemani 与合著者详细地举例来说了这一物相合，而 Nayak 一个团队常用整整、等价和集体轴对称破缺这些物理之中的基本定义对其开展了揭示。除了提供不没用有吸引力的名词外，他们还重申了一不没用进一步理解角度，并对 pi 磁矩地板相合均的 Floquet 整整晶体结构定义（这不一定需要等价）开展了概括。他们的科学论文于 2016 年 8 翌年翌年出新版在《物理评论新闻周刊》（PRL）上，两个翌年后，Khemani 和日本公司翌年出新版了首个这一物相合与此涉及的定义推测。

两个一个团队都声称自己推测了这一定义。曾一度，这些互相合竞争的研究工作者和其他人四人，开始一时间合试图建构实际的整整晶体结构。

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Nayak 的一个团队与俄亥俄州立所大学的 Chris Monroe 揭开序幕了合作关系，后者常用电磁场对原子开展捉到和借助。该小组一个翌年此前在《科学》（Science）上分析报告，他们挫败将捉到的相对论性转变成了近似的，或“不须为热”（prethermal）的整整晶体结构。其时两者之间延迟性变动（原子在两种情况下两者之间跃迁）与或许的整整晶体结构能没用实际区分。但与祖母绿各不相合同，这种“不须为热”整整晶体结构这不是永恒的。只要试验接进的整整足没用长，子系统就会逐渐趋向有利于，周而复始犯罪行为最终会分崩离析。

Khemani、Sondhi、Moessner 和密友丢下了另一趟的汽车。2019 年，网易年初其“杨树”（Sycamore）相合对论数值机在 200 秒内收尾了一项传统数值机需要石器时代才能收尾的数值勤务。（后有研究工作表明，普遍存在可较长普通数值机收尾该勤务所需整整的算法。）Moessner 话说，他和室友在研读网易发布一新闻的科学论文时意识到，“杨树数值机所包含的基本各别正是我们实现 Floquet 整整晶体结构所需要的进去。”

无独有偶，杨树的开发其他部门也在找与他们的相合对论数值其相合关的勤务。杨树太易出新错，能没用接进专为萌芽的相合对论数值机设计的密码学算法和搜索算法。Khemani 和室友密切联系了网易的定义研究工作者 Kostya Kechedzhi，他刚刚就首肯了在整整晶体结构计划上揭开序幕合作关系。“我的工作，不论是均匀分布整整晶体结构研究工作还是其他计划，都是为了试图将我们的笔记本电脑做为全一新物理或分析所谓学研究工作的工具。”Kechedzhi 话说。

相合对论数值机这不会被选为这一代超级数值机——它们实质上不是事。在我们谈论它们的潜在应用之此前，有合理不须了解涡轮机相合对论数值定义的基础物理。举例：Emily Buder/Quanta Magazine; Chris FitzGerald and DVDP for Quanta Magazine

相合对论数值机由相合对论位组合而再加。相合对论位本质上是可借助的相合对论相对论性，每个相对论性都能同时保持两种可能会的情况下，标记为 0 和 1。在相合对论位相合互作用时，它们尽可能会共同完再加没用再加加权数量的同时不没用进一步（即情况下内部空两者之间，英文版中有），从而实现数值劣势。

网易“杨树”的相合对论位由超导铝条组合而再加。每个相合对论位都有两种可能会的光能情况下，可编程声称为向右或侧边的磁矩。在展示出新之中，Kechedzhi 和密友常用了一个具 20 个相合对论位的笔记本电脑作为整整晶体结构。

和竞争对手远比，这一数值机的主要劣势某种程度就体今天它尽可能会不没用改其相合对论位彼此之两者之间的相合互作用气压。这种可和弦是子系统尽可能会被选为整整晶体结构的不可或缺：编程者可以这不需要相合对论位彼此之两者之间的相合互作用气压，以致于这一不确定性在相合对论位彼此之两者之间消除威胁性的干涉，使磁矩子系统愈演愈烈多体相合对论所谓所谓。最终相合对论位被“锁定”进特定的伸展方式在，而非全部线或对齐。

研究工作其他部门设了假定的初始磁矩可用，区别于“上、下、下、上”等。常用微佩涡轮机能以致于磁矩向右的相合对论位倒置至磁矩侧边，偏移都是。通过为每个初始可用接进数万次展示出新，并在每次接进的各不相合同整整点后观测相合对论位的情况下，研究工作者尽可能会辨别到磁矩子系统在两个多体相合对论所谓所谓情况下两者之间西行倒置。

相合的字样是极端的反应性。即使温度佩动，冰块也依然是冰块。事实上，研究工作者推测，倒置磁矩所需的非常少是一定角度范围内的微佩振荡器，大于 180°。磁矩在两次振荡器后会送回特定的初始朝著，就像小船自行扶正。此外，磁矩子系统这不会从微佩雷射之中吸收，或向外耗散任何普贤光能，这使得子系统的无序度得以保持连续性。

7 翌年 5 日，瑞典代尔夫特理工所大学的一个一个团队分析报告，他们也挫败构建了 Floquet 整整晶体结构——不是在相合对论笔记本电脑之中，而是常用祖母绿之中碳自旋的磁矩。这一子系统比常用网易相合对论笔记本电脑实现的整整晶体结构体积不没用小。

现今尚为不确实 Floquet 整整晶体结构否具实际用途。但其反应性对 Moessner 来话说却是充满了希望，“这么平稳的进去是很不寻常的，而特殊性往往让一样进去变得适当于。”他话说。

这一情况下某种程度只会在定义性上与此相反。这是熵均物相合的首个实例，也是最简单的例子，但研究工作者们知悉不没用多这样的物相合在物理上是可能会的。

Nayak 并不认为，整整晶体结构洞察了关于整整本质的精彩象征意义。他话说，在物理之中，通常“无论你多么努力地将整整视为（与内部空两者之间四大的，英文版中有）另一个等价，它总是与众各不相合同的。”惠勒做出新了最差的统一所谓试图，将三维内部空两者之间与整整共同完再加编织为一个四维结构：混沌。但即使在他的定义之中，单向的整整等价也是独特的。而整整晶体结构的推测，Nayak 话说，“是我所知的第一个与此涉及，突然陈述整整某种程度只是众多等价之中平平无奇的一个。”

不过 Chalker 并不认为，整整几乎是单一于内部空两者之间均的。他话说，Wilczek 的整整晶体结构才能表明整整和内部空两者之间的或许统一。内部空两者之间晶体结构西北面熵，与之对应的特征是翌年份内部空两者之间反转等价的破缺。而对整整等价而言，只有均匀分布的整整反转等价才能被整整晶体结构即使如此，这恰恰从一个一不没用进一步角度陈述了整整等价与内部空两者之间等价彼此之两者之间的各不相合同。

在相合对论数值机建构的不没用进一步的涡轮机下，这些讨论将继续开展。凝聚态物理家过去常常关中有大自然界的各种物相合，而今天，Chalker 话说，“我们的焦虑才会局限于大大自然象征性我们的进去”，而是开始构思相合对论力学允许的不没用尤其的奇异固体基本概念。

书名双链接：

举例 | Quanta Magazine

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