时间晶体首次与外部系统稳定耦合

芬兰阿尔托大学应用物理系研究团队首次将时间晶体与外部系统稳定耦合，使其成为一种光机械系统，这一创新为开发超高精度传感器和量子计算机记忆单元提供了全新思路。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志，标志着量子科技领域的又一里程碑。

晶体以其高度规则的原子结构展现出彩虹般的光泽。2012年诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克提出，量子系统能以类似方式自我构建，在时间维度上形成稳定结构，他将其命名为时间晶体。这类系统以其最低能量状态定义，无需外部能量输入即可持续重复运动。2016年，科学家首次在实验中验证了时间晶体的存在，开启了量子研究的新篇章。

此次研究的重大突破在于实现了时间晶体与外部系统的稳定耦合。传统上，时间晶体易受外部能量或观测干扰，导致其“永动”特性丧失。而此次研究通过精确设计，成功将时间晶体与机械振荡器稳定连接，并首次展示了调控时间晶体性质的新方法，为量子科技应用开辟了新路径。

实验中，团队利用无线电波将磁振子注入接近绝对零度的氦-3超流体中。磁振子作为一种“准粒子”，在无线电波停止泵浦后，自发形成时间晶体，并展现出前所未有的稳定性，持续运动长达108个周期，约数分钟，随后逐渐衰减。这一过程中，时间晶体与邻近机械振荡器发生耦合，其相互作用由振荡器频率和振幅决定，与光机械效应高度相似。

研究显示，这类效应正是美国激光干涉引力波天文台探测引力波的关键原理。通过优化系统，降低能量损耗并提高振荡器频率，该系统有望逼近量子极限，为量子传感和计算领域带来革命性突破。团队表示，时间晶体不仅可作为量子计算机的记忆核心，提升稳定性和运算效率，还可作为高灵敏度测量仪器的频率参考源，为未来科技发展提供强大支撑。