首次在超导系统中实现拓扑时间晶体的量子模拟

清华大学交叉信息研究院邓东灵研究组与浙江大学物理学院王震、王浩华研究组、马里兰大学的Alexey V. Gorshkov、爱荷华州立大学Thomas Iadecola教授以及科罗拉多矿业大学龚哲轩教授等合作，在超导系统中首次实验实现了拓扑时间晶体的全数字化量子模拟。该成果论文于7月20日以research article的形式发表在《自然》杂志上。时间晶体的概念最早由诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek教授于2012年提出。我们日常熟悉的晶体，如钻石、石英等，构成它们的原子在空间上周期排列，破坏了连续的空间平移对称性。时间晶体就是把“晶体”的特征拓展到时间维度，即系统的某些特性在时间上呈周期性重复，破坏了时间的平移对称性。而拓扑时间晶体由于具有特殊的拓扑性质，其时间平移对称性破缺只发生在系统边界。时间晶体的研究具有重要的基础理论意义和潜在的应用价值。自这一概念被提出以来，时间晶体在理论和实验上都取得了重要的进展。理论方面，科学家提出了离散时间晶体的概念，并阐明了如何在周期驱动的量子多体局域化系统中实现时间晶体。实验方面，国际上分别有研究团队在离子阱、金刚石色心、核磁共振、冷原子