समय क्रिस्टल

इलेक्ट्रॉनिक घटक के लिए, समय निर्धारण क्रिस्टल देखें।

संघनित पदार्थ भौतिकी में, समय क्रिस्टल कणों की  क्वांटम प्रणाली है जिसकी निम्नतम-ऊर्जा अवस्था वह होती है जिसमें कण पुनरावर्ती गति में होते हैं। प्रणाली पर्यावरण के लिए ऊर्जा को नष्ट नहीं सकता है और स्थिरता से आ सकता है क्योंकि यह पहले से ही अपनी क्वांटम निम्नतम स्थिति में है। इस कारण से, कणों की गति वास्तव में अन्य गति की तरह गतिज ऊर्जा का प्रतिनिधित्व नहीं करती है; इसमें "ऊर्जा के बिना गति" है। समय क्रिस्टल को पहली बार 2012 में फ्रैंक विल्जेक द्वारा सैद्धांतिक रूप से सामान्य क्रिस्टल के समय-आधारित एनालॉग के रूप में प्रस्तावित किया गया था - जबकि क्रिस्टल में परमाणुओं को समय-समय पर अंतरिक्ष में व्यवस्थित किया जाता है, एक समय क्रिस्टल में परमाणुओं को समय-समय पर अंतरिक्ष और समय दोनों में व्यवस्थित किया जाता है। कई अलग-अलग समूहों ने समय-समय पर संचालित प्रणालियों में स्थिर आवर्ती विकास के साथ पदार्थ का प्रदर्शन किया है।   व्यावहारिक उपयोग के संदर्भ में, समय के क्रिस्टल को एक दिन क्वांटम कंप्यूटर मेमोरी के रूप में उपयोग किया जा सकता है

प्रकृति में क्रिस्टल का अस्तित्व स्वतःस्फूर्त सममिति के विखंडन की अभिव्यक्ति है, जो तब होता है जब किसी प्रणाली की निम्नतम-ऊर्जा स्थिति प्रणाली को नियंत्रित करने वाले समीकरणों की तुलना में कम सममित होती है। क्रिस्टल निम्नतम अवस्था में, अंतरिक्ष में सतत स्थानांतरीय सममिति विखंडन हो जाता है और आवर्ती क्रिस्टल के निम्न असतत सममिति द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। जैसा कि भौतिकी के नियम सतत समय स्थानांतरीय सममिति के साथ-साथ अंतरिक्ष के अंतर्गत सममितीय हैं, 2012 में यह प्रश्न किया गया कि क्या सममिति को अस्थायी रूप से विखंडन संभव है, और इस प्रकार एन्ट्रापी के लिए प्रतिरोधी 'समय क्रिस्टल' बनाना संभव है।

यदि असतत समय स्थानांतरीय सममिति (जिसे समय-समय पर संचालित प्रणालियों में अनुभव किया जा सकता है) नष्ट हो जाती है, तो प्रणाली को असतत समय क्रिस्टल के रूप में संदर्भित किया जाता है। असतत समय क्रिस्टल कभी भी ऊष्मीय साम्यता तक नहीं पहुंचता है, क्योंकि यह असाम्य पदार्थ का  प्रकार (या चरण) है। समय सममिति का विखंडन केवल असाम्य प्रणालियों में ही हो सकता है। असतत समय क्रिस्टल वास्तव में 2016 के प्रारंभ में (2017 में प्रकाशित) भौतिकी प्रयोगशालाओं में देखे गए हैं।  समय क्रिस्टल का  उदाहरण, जो असाम्य, खंडित समय सममिति को प्रदर्शित करता है, अन्यथा सबसे कम-ऊर्जा अवस्था में आवेशित आयनों का निरंतर घूर्णी वलय है।

अवधारणा
स्थानिक सममिति से संबंधित सामान्य सममिति के माध्यम से साधारण (गैर-समय) क्रिस्टल बनते हैं। ऐसी प्रक्रियाएं रोचक गुणों वाले पदार्थ का उत्पादन कर सकती हैं, जैसे हीरा, नमक क्रिस्टल और लौह-चुंबकीय  धातु सम्मिलित है। सादृश्य से,  समय क्रिस्टल  समय स्थानांतरीय सममिति के सामान्य विखंडन के माध्यम से उत्पन्न होता है।  समय क्रिस्टल को अनौपचारिक रूप से समय-समय पर स्व-संगठित संरचना के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। जबकि  साधारण क्रिस्टल अंतरिक्ष में  (पुनरावृत्ति की जाने वाली संरचना होती है) आवर्ती होता है, समय क्रिस्टल में एक समय में  पुनरावृत्त की जाने वाली संरचना होती है। समय क्रिस्टल समय में उसी अर्थ में आवर्ती होता है जैसे पेंडुलम-संचालित घड़ी में पेंडुलम समय में आवर्ती होता है। पेंडुलम के विपरीत, समय क्रिस्टल   स्वाभाविक रूप से  प्रबल आवर्ती गति (अस्थायी समरूपता को विखंडन करते हुए) में स्वयं को व्यवस्थित करता है।

समय स्थानांतरीय सममिति
प्रकृति में सममिति प्रत्यक्ष रूप से संरक्षण नियमों की ओर ले जाती है, कुछ ऐसा जो नोथेर प्रमेय द्वारा परिशुद्ध रूप से तैयार किया गया है।

समय-स्थानांतरीय सममिति का मूल विचार यह है कि समय में स्थानांतरीय का भौतिक नियमों पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, अर्थात प्रकृति के नियम जो वर्तमान मे प्रयुक्त होते हैं वे अतीत में भी वही थे और भविष्य में भी वही रहेंगे। इस सममिति का तात्पर्य ऊर्जा के संरक्षण से है।

सामान्य क्रिस्टल में विघटित सममिति
सामान्य क्रिस्टल विभंजन स्थानांतरीय सममिति प्रदर्शित करते हैं: उनके पास अंतरिक्ष में दोहराए गए पैटर्न होते हैं और यादृच्छिक स्थानांतरीय या घुमाव के अंतर्गत अपरिवर्तनीय नहीं होते हैं। यादृच्छिक स्थानांतरीय और घुमावों से भौतिकी के नियम अपरिवर्तित हैं। हालाँकि, यदि हम क्रिस्टल के परमाणुओं को स्थिर रखते हैं, तो क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉन या अन्य कण की गतिशीलता इस बात पर निर्भर करती है कि यह क्रिस्टल के सापेक्ष कैसे गति करता है, और क्रिस्टल के परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करके कण गति बदल सकती है - उदाहरण के लिए उम्क्लप्प प्रक्रियाएं होती है। अर्ध-संवेग, हालांकि,  पूर्ण क्रिस्टल में संरक्षित है।

समय क्रिस्टल विभंजन सममिति दिखाते हैं जो असतत अंतरिक्ष-स्थानांतरीय सममिति के समान है। उदाहरण के लिए,  क्रिस्टल की सतह पर जमने वाले तरल पदार्थ के अणु क्रिस्टल के अणुओं के साथ संरेखित हो सकते हैं, लेकिन क्रिस्टल की तुलना में कम सममित पैटर्न के साथ: यह प्रारंभिक सममिति को नष्ट करता है। यह विभंजन सममिति तीन महत्वपूर्ण विशेषताओं को प्रदर्शित करती है:
 * प्रणाली में क्रिस्टल की अंतर्निहित व्यवस्था की तुलना में कम सममिति है,
 * प्रणाली स्थानिक और अस्थायी दीर्घ परिसर के क्रम को (क्रिस्टल की सतह के पास  तरल में स्थानीय और आंतरायिक क्रम के विपरीत) प्रदर्शित करता है,
 * यह प्रणाली के घटकों के बीच परस्पर क्रिया का परिणाम है, जो स्वयं को एक दूसरे के सापेक्ष संरेखित करते हैं।

असतत समय क्रिस्टल (डीटीसी) में विभंजन सममिति
समय क्रिस्टल समय स्थानांतरीय सममिति को तोड़ने लगते हैं समय-स्थानांतरीय सममिति और समय में दोहराए गए पैटर्न हैं, तथापि प्रणाली के नियम समय के स्थानांतरीय से अपरिवर्तनीय हों। समय क्रिस्टल जो प्रयोगात्मक रूप से अनुभव किए जाते हैं, असतत समय-स्थानांतरीय सममिति को नष्ट करते हुए  सतत नहीं होते है: वे समय-समय पर संचालित प्रणालियां हैं जो प्रेरक शक्ति की आवृत्ति  (फिलिप बॉल के अनुसार, डीटीसी को तथाकथित कहा जाता है क्योंकि उनकी आवर्ती संचालन आवर्त का असतत, पूर्णांक गुणक है।) के  अंश पर दोलन करती हैं।

प्रारंभिक सममिति, जो असतत समय-स्थानांतरीय सममिति ($$t \to t + nT$$) है,  $$n=1$$ के साथ   स्वाभाविक रूप से $$n>1$$ कम असतत समय-स्थानांतरीय सममिति से नष्ट हो जाता है, जहां $$t$$ यह समय, $$T$$ संचालन आवर्त, $$n$$ पूर्णांक है।

कई प्रणालियाँ सामान्य समय स्थानांतरीय सममिति के गतिविधि को नष्ट कर सकती हैं, लेकिन असतत (या फ़्लोक्वेट) समय क्रिस्टल संवहन कोशिकाएँ, दोलन रासायनिक प्रतिक्रियाएं, वायुगतिकीय स्पंदन, और आवर्ती प्रेरक शक्ति नहीं हो सकती हैं। जैसे कि फैराडे तरंग, नाभिकीय चुबकीय अनुनाद प्रचक्रण प्रतिध्वनि  के लिए अवसंनादी प्रतिक्रिया, प्राचलिक डाउन-रूपांतरण, और आवर्त-दोगुनी अरेखीय गतिकीय प्रणाली है ।

हालांकि, असतत (या फ़्लॉक्वेट) समय क्रिस्टल इस स्थिति में अद्वितीय हैं कि वे असतत समय-स्थानांतरीय सममिति की विशुद्ध परिभाषा का अनुसरण करते हैं:
 * यह विभंजन सममिति है –  प्रणाली दोलनों को दिखाती है जिनकी आवर्त प्रेरक शक्ति से अधिक है,
 * प्रणाली प्रच्छन्न-संतुलन में है – ये दोलन कोई एन्ट्रॉपी उत्पन्न नहीं करते हैं, और एक समय-निर्भर संरचना पाई जा सकती है जिसमें प्रणाली संतुलन से  अविशेषणीय होता है जब स्ट्रोबोस्कोपिक रूप से (जो संवहन कोशिकाओं, दोलन रासायनिक प्रतिक्रियाओं और वायुगतिकीय स्पंदन की स्थिति नहीं है) मापा जाता है,
 * प्रणाली दीर्घ परिसर के क्रम को प्रदर्शित करता है – अव्यवस्थित रूप से दीर्घ परिसर और समय पर दोलन चरण (समकालिक) में होते हैं।

इसके अतिरिक्त, समय के क्रिस्टल में विभंजन सममिति बहुपिंडी परस्पर क्रिया का परिणाम है। अनुक्रम सामूहिक प्रक्रिया का परिणाम है, जैसे स्थानिक क्रिस्टल में है। नाभिकीय चुबकीय अनुनाद प्रचक्रण प्रतिध्वनि की स्थिति में ऐसा नहीं है।

ये विशेषताएँ ऊपर वर्णित स्थानिक क्रिस्टल के अनुरूप असतत समय क्रिस्टल बनाती हैं और इसे नवीन प्रकार या असाम्य पदार्थ का चरण माना जा सकता है।

ऊष्मप्रवैगिकी
समय क्रिस्टल ऊष्मप्रवैगिकी के नियम का उल्लंघन नहीं करते हैं: समग्र प्रणाली में ऊर्जा संरक्षित है, ऐसा क्रिस्टल स्वचालित रूप से तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्यों में परिवर्तित नहीं करता है, और यह काम के एक स्थायी भंडार के रूप में काम नहीं कर सकता है। लेकिन जब तक प्रणाली को बनाए रखा जा सकता है, तब तक यह निश्चित पैटर्न में स्थायी रूप से बदल सकता है। उनके पास ऊर्जा के बिना गति होती है —उनकी स्पष्ट गति पारंपरिक गतिज ऊर्जा का प्रतिनिधित्व नहीं करती है। उनके समय-समय पर संचालित असाम्य अवस्थाओ में असतत समय के क्रिस्टल की जांच में हाल मे प्रायोगिक प्रगति ने असाम्य पदार्थ के नवीन चरणों के प्रारंभ मे खोज की है।

समय के क्रिस्टल ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम से संरक्षित नहीं करते हैं, हालांकि वे स्वाभाविक रूप से समय-स्थानांतरीय सममिति का विभंजन करने वाली पहली वस्तुएं हैं, सामान्य नियम है कि  स्थिर वस्तु पूरे समय समान रहेगी। ऊष्मप्रवैगिकी में,  समय क्रिस्टल की एन्ट्रापी, जिसे प्रणाली में विकार के  एक माप के रूप में समझा जाता है, समय के साथ स्थिर रहता है, कम नहीं होने से ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम को सामान्य रूप से संतुष्ट करता है।

इतिहास
परिमाणित समय क्रिस्टल के विचार को 2012 में फ्रैंक विल्जेक, नोबेल पुरस्कार विजेता और एमआईटी में प्रोफेसर द्वारा सिद्धांतित किया गया था। 2013 में, जियांग झांग, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एक  नैनो-अभियंता जियांग झांग और उनकी टीम ने आवेशित आयनों के निरंतर घूमने वाले वलय के रूप में एक समय क्रिस्टल बनाने का प्रस्ताव रखा। विल्जेक और झांग के जवाब में, पैट्रिक ब्रूनो (यूरोपीय सिंक्रोट्रॉन विकिरण सुविधा) और मसाकी ओशिकावा (टोक्यो विश्वविद्यालय) ने कई लेख प्रकाशित किए, जिसमें कहा गया कि दिक्काल क्रिस्टल असंभव थे।

बाद के कार्यों ने समय स्थानांतरीय सममिति-विभंजन की अधिक परिशुद्ध परिभाषाएं विकसित कीं, जो अंततः वातानाबे-ओशिकावा "असंभव" कथन का नेतृत्व करती हैं कि संतुलन में क्वांटम दिक्काल क्रिस्टल संभव नहीं हैं। बाद के काम ने वातानाबे और ओशिकावा के सीमा को प्रतिबंधित कर दिया: वास्तव में, उन्होंने दिखाया कि अंतरिक्ष और समय दोनों में दीर्घ परिसर का क्रम संतुलन में संभव नहीं है, लेकिन एकल समय स्थानांतरीय सममिति का विखंडन अभी भी संभव है।

समय के क्रिस्टल के कई अनुभव, जो संतुलन के असंभव तर्कों से संरक्षित करते हैं, बाद में प्रस्तावित किए गए थे। 2014 में क्राको में जगियेलोनियन विश्वविद्यालय में करज़िस्तोफ साचा ने समय-समय पर संचालित प्रणाली में असतत समय क्रिस्टल के व्यवहार की भविष्यवाणी की थी, "एक अतिशीतित परमाणु बादल एक दोलनशील दर्पण पर उछल रहा था"।

2016 में, प्रिंसटन और सांता बारबरा में अनुसंधान समूहों ने स्वतंत्र रूप से सुझाव दिया कि समय-समय पर संचालित क्वांटम प्रचक्रण प्रणाली समान व्यवहार दिखा सकते हैं। इसके अतिरिक्त 2016 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में नॉर्मन याओ और उनके सहयोगियों ने प्रचक्रण प्रणाली में असतत समय क्रिस्टल बनाने का अलग तरीका प्रस्तावित किया। इन विचारों को सफल और स्वतंत्र रूप से दो प्रायोगिक टीमों द्वारा अनुभव किया गया, एक समूह जिसका नेतृत्व हार्वर्ड के मिखाइल लुकिन ने किया और एक समूह ने मैरीलैंड विश्वविद्यालय में क्रिस्टोफर मोनरो के नेतृत्व में किया। दोनों प्रयोग मार्च 2017 में प्रकृति के समान समस्या मे प्रकाशित हुए थे।

बाद में, विवृत प्रणालियों में समय क्रिस्टल, तथाकथित अपव्यय समय क्रिस्टल, असतत   और  सतत समय-स्थानांतरीय सममिति को नष्ट करने वाले कई प्लेटफार्मों में प्रस्तावित किए गए थे। हैम्बर्ग विश्वविद्यालय में लेजर भौतिकी संस्थान में एंड्रियास हेमरिच के समूह द्वारा 2021 में पहली बार  अपव्यय समय क्रिस्टल को प्रयोगात्मक रूप से अनुभव किया गया था।  शोधकर्ताओं ने बोस-आइंस्टीन संघनन का उपयोग एक विघटनकारी प्रकाशिक गुहा के साथ दृढ़ता से जोड़ा और समय क्रिस्टल को दो परमाणु घनत्व पैटर्न के बीच समय-समय पर स्विच करके सामान्य असतत समय रूपांतरण समरूपता को नष्ट करने के लिए प्रदर्शित किया गया। ईटीएच ज्यूरिख में टिलमैन एस्लिंगर के समूह में पहले के एक प्रयोग में, सीमा चक्र गतिशीलता 2019 में देखी गई थी लेकिन व्यतिक्रम के विपरीत प्रबलता और समय रूपांतरण समरूपता के विभंजन सामान्य संकेत को संबोधित नहीं किया गया था

2019 में भौतिक विज्ञानी वालेरी कोज़िन और ऑलेक्ज़ेंडर किरिएन्को ने प्रमाणित किया कि, सिद्धांत रूप में, स्थायी क्वांटम समय क्रिस्टल  पृथक प्रणाली के रूप में सम्मिलित हो सकता है यदि प्रणाली में असामान्य दीर्घ परिसर की बहुकणों की अन्तः क्रिया होती है। मूल असंभव तर्क केवल विशिष्ट लघु-श्रेणी के क्षेत्रों की उपस्थिति में होता है जो कुछ α > 0 के लिए r−α के रूप में जल्दी से क्षय होता है। कोज़िन और किरिएन्को ने इसके अतिरिक्त एक प्रचक्रण-1/2 कई-निकाय हैमिल्टनियन (क्वांटम यांत्रिकी) का विश्लेषण किया जिसमें दीर्घ परिसर के बहु-प्रचक्रण अन्तः क्रिया, और दिखाया कि यह निरंतर समय-रूपांतरित सममिति को नष्ट करता है। प्रणाली बंद होने और निम्नतम अवस्था में होने के बाद भी प्रणाली में कुछ प्रचक्रण सहसंबंध समय के साथ दोलन करते हैं। हालाँकि, व्यवहार में ऐसी प्रणाली का प्रदर्शन निषेधात्मक रूप से कठिन हो सकता है, और मॉडल की दीर्घ परिसर के प्रकृति की भौतिकता के बारे में चिंता व्यक्त की गई है।

2022 में, हंस केस्लर और एंड्रियास हेमरिच की पर्यवेक्षण में हैम्बर्ग शोध समूह ने पहली बार सतत समय-स्थानांतरीय सममिति के सामान्य विभंजन का प्रदर्शन करने वाला निरंतर विघटनकारी समय क्रिस्टल प्रदर्शित किया।

प्रयोग
अक्टूबर 2016 में, मैरीलैंड विश्वविद्यालय, कॉलेज पार्क में क्रिस्टोफर मोनरो ने दावा किया कि उन्होंने दुनिया का पहला असतत समय क्रिस्टल बनाया है। याओ एट अल द्वारा प्रस्तावित विचारों का उपयोग करते हुए, उनकी टीम ने येटरबियम-171 की श्रृंखला को फँसाया171यबपॉल ट्रैप में + आयन, रेडियो-फ्रीक्वेंसी विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र द्वारा सीमित। लेजर बीम की  जोड़ी द्वारा दो प्रचक्रण क्वांटम संख्या में से  का चयन किया गया था। गलत प्रकाशिक आवृत्ति पर बहुत अधिक ऊर्जा से बचने के लिए तुकी खिड़की का उपयोग करते हुए,  ध्वनिक-ऑप्टिक न्यूनाधिक द्वारा नियंत्रित पल्स के आकार के साथ लेज़रों को स्पंदित किया गया था।  अति सूक्ष्म  इलेक्ट्रॉन उस सेटअप में बताता है, 2एस1/2  और, 12.642831 GHz द्वारा अलग किए गए ऊर्जा स्तर के बहुत करीब होते हैं। दस  डॉपलर शीतलन |डॉप्लर-कूल्ड आयनों को 0.025 मिमी लंबी  पंक्ति में रखा गया और  साथ जोड़ा गया।

शोधकर्ताओं ने ड्राइव के अवसंनादी दोलन को देखा। प्रयोग ने समय क्रिस्टल की कठोरता को दिखाया, जहां समय क्रिस्टल के परेशान होने पर भी दोलन आवृत्ति अपरिवर्तित बनी रही, और इसने अपनी आवृत्ति प्राप्त की और इसके अनुसार कंपन किया (केवल ड्राइव की आवृत्ति के अतिरिक्त)। हालाँकि,  बार जब कंपन की गड़बड़ी या आवृत्ति बहुत अधिक बढ़ जाती है, तो समय क्रिस्टल पिघल जाता है और इस अवसंनादी दोलन को खो देता है, और यह उसी अवस्था में वापस आ जाता है जहाँ यह केवल प्रेरित आवृत्ति के साथ चलता था।

इसके अतिरिक्त 2016 में, हार्वर्ड में मिखाइल ल्यूकिन ने भी संचालित समय क्रिस्टल के निर्माण की सूचना दी थी। उनके समूह ने नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों की उच्च सांद्रता के साथ डोप किए गए हीरे के क्रिस्टल का उपयोग किया, जिसमें प्रबल द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय युग्मन और अपेक्षाकृत लंबे समय तक रहने वाला प्रचक्रण जुटना (भौतिकी) # क्वांटम जुटना है। यह दृढ़ता से अंतःक्रियात्मक द्विध्रुवीय प्रचक्रण प्रणाली सूक्ष्मतरंग क्षेत्रों से संचालित थी, और पहनावा प्रचक्रण राज्य  प्रकाशिक (लेजर) क्षेत्र के साथ निर्धारित किया गया था। यह देखा गया कि प्रचक्रण ध्रुवीकरण सूक्ष्मतरंग ड्राइव की आधी आवृत्ति पर विकसित हुआ। दोलन 100 से अधिक चक्रों के लिए बने रहे। ड्राइव फ्रीक्वेंसी के लिए यह अवसंनादी फ़ंक्शन प्रतिक्रिया समय-क्रिस्टलीय क्रम के हस्ताक्षर के रूप में देखी जाती है।

मई 2018 में, आल्टो विश्वविद्यालय  के  समूह ने रिपोर्ट किया कि उन्होंने  हीलियम -3 superfluid में  निरंतर समय क्रिस्टल के लिए  समय क्वासिक क्रिस्टल के गठन और इसके चरण संक्रमण को पूर्ण शून्य (0.0001 K) से  केल्विन के दस हजारवें हिस्से तक ठंडा किया था। ). 17 अगस्त, 2020 को नेचर मटेरियल्स ने उसी समूह से  पत्र प्रकाशित किया जिसमें कहा गया कि पहली बार वे दो समय के क्रिस्टल के बीच परस्पर क्रिया और घटक कणों के प्रवाह का निरीक्षण करने में सक्षम थे। फरवरी 2021 में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स की  टीम ने मैग्नॉन से युक्त समय क्रिस्टल के निर्माण का वर्णन किया और इस तरह के पहले ज्ञात वीडियो रिकॉर्ड में आवर्ती आवर्ती चुंबकीयकरण संरचना को पकड़ने के लिए स्कैनिंग ट्रांसमिशन एक्स-रे माइक्रोस्कोपी के अंतर्गत उनकी जांच की।  जुलाई 2021 में, हैम्बर्ग विश्वविद्यालय में लेजर भौतिकी संस्थान में एंड्रियास हेमरिच के नेतृत्व में  टीम ने  खुली प्रणाली में  समय क्रिस्टल का पहला अहसास प्रस्तुत किया,  प्रकाशिक गुहा से जुड़े अतिशीत परमाणुओं का उपयोग करते हुए  तथाकथित अपव्यय समय क्रिस्टल। इस कार्य की मुख्य उपलब्धि अपव्यय का  सकारात्मक अनुप्रयोग है - वास्तव में प्रणाली की गतिशीलता को स्थिर करने में मदद करना।

नवंबर 2021 में गूगल और कई विश्वविद्यालयों के भौतिकविदों के बीच सहयोग ने गूगल के Sycamore प्रोसेसर,   क्वांटम कम्प्यूटिंग  डिवाइस पर असतत समय क्रिस्टल के अवलोकन की सूचना दी। 20 qubits की  चिप का उपयोग अप और डाउन प्रचक्रण के कई-निकाय स्थानीयकरण कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करने के लिए किया गया था और फिर समय-समय पर संचालित फ्लॉकेट सिद्धांत प्रणाली को प्राप्त करने के लिए लेजर के साथ उत्तेजित किया गया था, जहां सभी अप प्रचक्रण को आवर्ती चक्रों में नीचे और इसके विपरीत फ़्लिप किया जाता है। लेजर की आवृत्ति के गुणक हैं। जबकि लेज़र आवश्यक पर्यावरणीय परिस्थितियों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है, लेज़र से कोई ऊर्जा अवशोषित नहीं होती है, इसलिए प्रणाली स्थानीयकरण-संरक्षित क्वांटम क्रम में रहता है # फ्लॉकेट प्रणाली में स्थानीयकरण-संरक्षित क्रम। पहले जून और नवंबर 2021 में अन्य टीमों ने गूगल प्रयोग के समान सिद्धांतों के अंतर्गत फ्लॉकेट प्रणाली पर आधारित वर्चुअल समय क्रिस्टल प्राप्त किए थे, लेकिन क्वांटम प्रोसेसर के अतिरिक्त वह कितना दिखावा करता है पर: मैरीलैंड विश्वविद्यालय, कॉलेज पार्क में पहले समूह ने समय क्रिस्टल प्राप्त किए ट्रैप्ड-आयन सिम्युलेटर पर| ट्रैप्ड-आयन मल्टी-बॉडी स्थानीयकरण के अतिरिक्त उच्च आवृत्ति संचालन का उपयोग करते हैं  और फिर प्रौद्योगिकी के डेल्फ़्ट विश्वविद्यालय और अनुप्रयुक्त वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए नीदरलैंड संगठन इन नीदरलैंड्स के बीच  सहयोग, जिसे क्यूटेक कहा जाता है, ने कार्बन-13 नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र में परमाणु प्रचक्रण से समय क्रिस्टल बनाया।  हीरे पर नाइट्रोजन-रिक्ति (एनवी) केंद्र, लंबे समय तक लेकिन कम qubits। फरवरी 2022 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक, रिवरसाइड ने जुलाई 2021 की प्रणाली के समान  विघटनकारी समय क्रिस्टल की सूचना दी, लेकिन ऑल-प्रकाशिक, जिसने वैज्ञानिक को इसे कमरे के तापमान पर संचालित करने की स्वीकृति दी। इस प्रयोग में इंजेक्शन लॉकिंग का उपयोग  प्रकाशिक माइक्रोकैविटी के अंदर  विशिष्ट आवृत्ति पर लेज़रों को निर्देशित करने के लिए किया गया था, जो अवसंनादी आवृत्तियों पर सॉलिटन के लिए  प्रकाशिक जाली बनाता है। मार्च 2022 में क्वांटम प्रोसेसर पर समय क्रिस्टल का अध्ययन करने वाला  नया प्रयोग मेलबोर्न विश्वविद्यालय में दो भौतिकविदों द्वारा किया गया था, इस बार आईबीएम की क्वांटम प्रोसेसर की सूची और ब्रुकलिन क्वांटम प्रोसेसर का उपयोग करते हुए कुल 57 क्यूबिट का अवलोकन किया गया। जून 2022 में हंस केस्लर और एंड्रियास हेमरिच द्वारा पर्यवेक्षित हैम्बर्ग विश्वविद्यालय में लेजर भौतिकी संस्थान में टीम द्वारा निरंतर समय क्रिस्टल के अवलोकन की सूचना दी गई थी। समय-समय पर संचालित प्रणालियों में, ड्राइव के कारण समय-स्थानांतरीय सममिति असतत समय-स्थानांतरीय सममिति में टूट जाती है। असतत समय क्रिस्टल इस असतत समय-स्थानांतरीय सममिति को ड्राइव आवृत्ति के  बहु पर दोलन करके तोड़ते हैं। नए प्रयोग में, ड्राइव (पंप लेजर) को निरंतर संचालित किया गया, इस प्रकार निरंतर समय स्थानांतरीय सममिति का सम्मान किया गया।  सबहारमोनिक प्रतिक्रिया के अतिरिक्त, प्रणाली ने  आंतरिक आवृत्ति के साथ  दोलन दिखाया और  समय चरण 0 और 2π के बीच यादृच्छिक मान ले रहा था, जैसा कि निरंतर समय स्थानांतरीय सममिति के सामान्य टूटने की उम्मीद थी। इसके अतिरिक्त, देखे गए सीमा चक्र दोलनों को तकनीकी या मौलिक चरित्र, जैसे कि क्वांटम शोर और, प्रणाली के खुलेपन के कारण, अपव्यय से जुड़े उतार-चढ़ाव के विपरीत प्रबल दिखाया गया था। इस प्रणाली में  प्रकाशिक गुहा में बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट सम्मिलित था, जिसे  प्रकाशिक स्टैंडिंग तरंग के साथ पंप किया गया था, जो कैविटी अक्ष के संबंध में लंबवत रूप से उन्मुख था और दो बिस्टेबिलिटी निम्नतम अवस्था में सुपररेडियंस चरण में था, जिसके बीच यह दोलन करता था।

शैक्षणिक लेख




बाहरी संबंध

 * Christopher Monroe at University of Maryland
 * Frank Wilczek
 * Lukin Group at Harvard University
 * Norman Yao at the University of California at Berkeley
 * Krzysztof Sacha at Jagiellonian University in Krakow