原子|时钟的本质竟然是一台热机？( 五 )_分子和原子|量子|科技

大多数时钟都没有接近这些基本限制，它们燃烧的能量远远超过报时所需的最低能量。 JILA的物理学家叶军（Jun Ye）[9]说，即使是世界上最精确的原子钟，比如在科罗拉多州博尔德的JILA研究所运行的那些原子钟， “也远未达到最低能量的基本限制” 。但是叶军说， “我们钟表制造商正在尝试使用量子信息科学来制造更精确的时钟” ，因此基本限制在未来可能会变得很重要。容格·哈尔彭（Yunger Halpern）表示同意，并指出高效、自主的时钟最终可能会控制量子计算机内部的操作计时，从而消除对外部控制的需要。

撇开实用性不谈，埃尔克从学生时代起就一直抱有希望。 “最终目标是了解时间是什么？”他说。

3. 时间是涌现的结果？
时间之谜的一个主要方面是，它在量子力学中与其他量（如位置或动量）所起的作用不同。物理学家说，不存在“时间可观测量”——遵循量子规律的粒子上没有可以通过测量读取的精确、固有的时间戳。相反，时间是量子力学方程中一个平滑变化的参数，它作为参考来规范其他可观测量的演化。

物理学家一直在努力理解量子力学的时间如何与广义相对论中的第四维时间概念相协调。现在，调和量子力学和广义相对论的尝试通常将爱因斯坦理论的四维时空结构视为涌现的，将其视为由更抽象的量子信息构成的全息图。如果是这样，时间和空间应该是近似的概念。

时钟研究具有启发性，这表明时间只能不完美地测量。胡伯说，大问题是，对时钟精度的基本限制是否反映了对时间本身平滑流动的基本限制——换句话说，咖啡和空气分子碰撞等随机事件是否最终就是时间。

“我们所做的是去证明，即使时间是控制量子系统时间演化的完美、经典、平滑的参数， ”胡伯说，也只能通过随机、不可逆的过程，不完美地追踪时间的流逝。这引发了一个问题， “有没有可能时间是一种错觉，而平滑的时间是我们试图将事件有序排列的涌现结果？这种可能性确实耐人寻味，不容轻易忽视。 ”
原文链接：
https://www.quantamagazine.org/the-new-science-of-clocks-prompts-questions-about-the-nature-of-time-20210831/
参考链接：
[1]https://www.iqoqi-vienna.at/people/huber-group/paul-erker
[2]https://www.iqoqi-vienna.at/people/huber-group/marcus-huber
[3]https://www.materials.ox.ac.uk/peoplepages/ares.html#/
[4]https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.021029
[5]https://smp.uq.edu.au/profile/194/gerard-milburn
[6]https://arxiv.org/abs/2007.02217
[7]https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.7.031022

原子|时钟的本质竟然是一台热机？( 五 )

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