而且在量子层面，运动还真有可能不需要能量。量子的奇异性质正是“时间晶体”无需外部能量的注入，就能实现周期性变化的秘密所在，只要让这种周期性变化成为一个物质体系的能量基态就行了。
这就好比我们要寻找一台最小势能不在最低点，而在更高一点位置的摆钟。
由于弧线摆动，那么钟摆的运动轨迹上就必然存在两个基态点。这样摆钟最终就可以在两个基态点切换出现，看上去就像在两点振荡。
这种情况在日常生活中不可能发生，但在量子的世界中其实早习以为常，比如原子的玻尔半径。
1913年，玻尔提出了原子的玻尔模型，也就是提出了电子运动的能级概念，电子在不同的能级间不连续地跃迁。
以圆周运动做比喻，能级最低的轨道到原子核的距离称为玻尔半径，也是氢原子的半径。
原则上多电子的原子中，能级越高轨道半径越大，能级越低轨道半径越小，但描述电子最低能级的玻尔半径却并非最靠近原子核的电子轨道距离。也就是说，能量小的电子不一定比能量高的电子离原子核近。
总之，量子的运动方式颠覆了我们对体系能量基态时物质状态的传统认知，因此“时间晶体”的自发周期性变化并不违背能量守恒。
时间晶体的制作方法
2017年，加州大学伯克利分校的物理学家诺曼·姚（Norman Yao）和他的合作者们发表了一篇名为《离散时间晶体：硬度临界实现》的论文。论文里记录了他们2016年发现的“时间晶体”制作方案。
通过这个方案，哈佛大学和马里兰大学的两个团队分别制造出了他们各自的“时间晶体”。一种全新的物质样本首次面世。
那么，时间晶体究竟是什么样子？
严格来说，时间晶体可以有各种不同的形态。举一个简单的例子，假设你将一堆原子排成一串，每个原子都有一个与之相对应的自旋，以箭头代表其自旋轴。
正常温度下，所有原子的自旋可能表现得杂乱无章，但在温度足够低的情况下，原子的运动降低，其自旋会趋于一致。总体来说，表现为方向相同或者相反，因为这是原子自由排列方式中所需能量最低的一种。
这时如果用激光照射这串原子，激光的振荡电磁场会迫使原子的自旋随着激光有节奏的翻转，原子的自旋模式开始一遍又一遍的重复。这一切应该都能理解，符合基础的物理知识。
然而当你关掉激光，神奇的情况就出现了。原子的自旋翻转模式一样在持续，也就是说没有外来能量，它们一样在周期性地自旋翻转。更神奇地是你还可以用更复杂、不同频率的激光来照射这些原子，你会发现它们的自旋翻转方式与用普通激光照射一样，也就是说外来的能量变化并不改变它的自旋状态。
虽然这种方法因为需要激光的驱动，所以制造的时间晶体并不是系统能量最低的状态，但它确实展现了时间平移对称性的自发破缺，满足了时间晶体的核心概念。诺曼·姚称其为离散时间晶体。
实验结果至少证实了时间晶体概念的正确，诺曼·姚的方法为实现维尔切克所设想的真正的时间晶体提供了一种切实可靠的新思路。
这样的物质到底有什么用？
时间晶体的抗干扰能力，可能成为量子计算领域的重要应用。量子计算的一个问题在于像一切量子现象一样，量子比特的量子态很容易被破坏。
比如“生死叠加”的薛定谔猫，即便再多么不可思议，你只需看一眼就能破坏它的叠加态，判它生死。然而时间晶体有能力保留它们的结构。因此时间晶体有可能发展成为构成量子计算机存储器的基础。
当然时间晶体的科技和量子计算机都还在初始阶段，科学家们还需要一段时间才能把这一切弄清楚。或许时间晶体的名字很迷人，但它并没有什么时空穿梭的能力，也不能成为时间旅行的能源。
但在维尔切克的设想中，未来如果人类可以对时空晶体进行编程，就可以用它来保存大脑意识，做成一个永恒的代表某种思想的“时光胶囊”。
当然对于时间晶体的深入研究，我们还需要更多时间。
1【了解多一点】
提到晶体，普通人可能会想到钻石等物质，其中原子在空间维度上按一定规律重复排列。那有没有晶体的结构能在时间维度上重现呢？
这样的晶体就是“时间晶‘体”，美国研究人员刚刚报告说制造出了这种新的物质形态。
美国加利福尼亚大学伯克利分校研究人员最近在美国《物理评论快报》杂志上发表论文，描述了如何制造“时间晶体”和测量其特性。
论文主要作者、该校物理学助理教授姚颖说，可以用果冻来比喻“时间晶体”，与反复轻拍果冻时它的晃动类似，“时间晶体”在受到周期性冲击后其结构也会在时间维度上重现。普通晶体则不会表现出这种特点。
姚颖介绍，“时间晶体”是一种新的物质形态，属于非平衡态。常见的许多物质都是平衡态物质，它们在不受外界影响时，结构等特征不会随时间而变化。
姚颖说：“过去半个世纪里，我们一直在研究平衡态物质，比如金属和绝缘体。现在我们刚开始探索非平衡态物质这一全新世界。”
“时间晶体”的概念最初由美国麻省理工学院理论物理学家、诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·维尔切克在2012年提出。
姚颖说，他所在的研究小组充当了连接理论假设与实验执行之间的桥梁，帮助两个美国团队以不同方式造出了“时间晶体”。
其中，马里兰大学的团队将10个镱原子排成一列，然后用两束激光交替轰击它们，使得这些原子进入一种稳定且重复的自旋翻转模式，符合“时间晶体”的定义。
另一个来自哈佛大学的研究团队则通过向钻石中密集充入氮气的方式，也制造出了“时间晶体”。
由于“时间晶体”是一种非常新颖的物质形态，研究人员还没有想好如何利用它，不过由于理论上非平衡态物质具有绝佳的存储能力，这方面成果或许可用于开发量子计算机。
