谷歌量子芯片揭示奇异物质形态，为"多重宇宙"研究开辟新路径

谷歌量子芯片曾暗示人类可能生活在多重宇宙中，如今国际科学家团队利用这款搭载58个量子比特的AI芯片"柳树"首次观测到一种前所未有的奇异物质相。这项发现标志着量子计算机成为探索非平衡态量子物质实验室的新时代正式开启。

来自德国慕尼黑工业大学、新泽西普林斯顿大学和谷歌量子人工智能研究所的国际团队，首次在量子处理器上实现了弗洛凯拓扑有序态。这种状态是由时间周期驱动的哈密顿量系统（其支配规则随时间呈周期性变化）中的非平衡量子物质状态。该奇异物相虽经多年理论推演，但迄今从未在任何实验中被直接观测到。慕尼黑工业大学表示，这标志着量子物质研究迈出了重大一步。

物质相是物质存在的基本状态，就像水可以液态或冰相形式存在一样。它们是在系统随时间保持稳定的平衡条件下定义的。但自然界并不总是遵循传统规则 —— 某些物相只有在系统被推离平衡状态时才会出现。研究团队现已证明，量子计算机在揭示和研究这些非常规状态方面具有独特优势。

与传统物质相不同，非平衡量子相由其动态和随时间演化的特性定义。目前传统的平衡热力学无法捕捉这种行为。弗洛凯系统中存在一类特别丰富的非平衡态，这些以规则时间模式驱动的量子系统，其节律性驱动可以创造平衡状态下无法实现的新有序形式，揭示传统物相无法触及的现象。

研究团队通过谷歌58量子比特处理器"柳树"绘制了新物相的行为图像，并开发出干涉测量算法来探测其拓扑结构。这使得科学家们得以见证奇异粒子的动态"嬗变" —— 该现象此前仅存在于这些奇异量子态的理论预测中。

"柳树"芯片曾因其颠覆性的计算能力登上头条：其在五分钟内完成的计算任务，若用当今最快超级计算机需耗费10穰年（1后面带24个零的年数），这个性能暗示了平行宇宙可能真实存在。该概念由美国物理学家休·埃弗雷特于1957年首次提出，认为我们的宇宙只是众多宇宙中的一个，这些宇宙共同构成一个包含万物的更大宇宙。

研究团队认为，这项发现代表着量子模拟新篇章的开启 —— 将量子计算机转化为探索广阔未知的非平衡量子物质世界的实验室。这些见解有助于更好地理解物理学并开发未来量子技术。该研究第一作者、慕尼黑工业大学自然科学学院物理系博士生梅丽莎·威尔强调："量子处理器不仅是计算设备，更是发现和探索全新物质态的强大实验平台。"

研究成果已发表于《自然》期刊。

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