W Australii fizycy z powodzeniem nauczyli komputer kwantowy symulować kryształ czasu o rekordowej wielkości. Badania mogą utorować drogę nowym sposobom przechowywania informacji.

Kryształ, który cyklicznie powraca do stanu podstawowego

w konsekwencji Czasopismo naukowe Naukowcom udało się stworzyć kryształ czasu składający się z 57 cząstek kwantowych. Jest to znaczny wzrost w porównaniu z 20-cząsteczkowym kryształem czasu, który naukowcy z Google stworzyli w zeszłym roku. Zdaniem naukowców nowy kryształ czasu jest zbyt duży, aby jakikolwiek konwencjonalny komputer mógł go symulować.

Kryształ czasu jest zasadniczo hipotetycznym obiektem, który ma strukturę okresową w swojej przestrzeni fazowej, która inaczej nie istniałaby. Oznacza to, że czas kryształu powtarza się w kółko. W związku z tym można sobie wyobrazić kryształ jako system, który wpadł w wieczny cykl.

Naukowcy zamieniają niemożliwe przewidywania w rzeczywistość

Terminu tego użyto po raz pierwszy dziesięć lat temu, kiedy noblista Frank Wilczek z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zastanawiał się nad przestrzenną strukturą atomów w zwykłym krysztale. Zadał sobie pytanie fundamentalne: jak powstaje ten wzór?

Wzór w atomach w rzeczywistości nie jest zgodny z tym, co równania mówią o siłach między atomami. Wiele zależy od tego, jak jest fajnie. Kiedy niektóre atomy zbliżają się do siebie, łatwo jest przewidzieć położenie następnego atomu. Dzieje się tak, nawet jeśli nie jest to wyraźnie wymienione w równaniach.

Teraz pytanie brzmi, czy te rozważania można przenieść w przyszłość. W ten sposób wyobrażasz sobie układ cząstek kwantowych oddziałujących za pomocą sił, które nie zmieniają się w czasie. Jednak taki system musi być w stanie wykrywać okresowe zmiany nawet przy najniższych poziomach energii. Jednak eksperyment myślowy okazał się nieuchwytnym celem.

Jednak w 2016 r. dwa nowe badania ożywiły tę koncepcję, rozważając mechanizm, który jest wielokrotnie uruchamiany przez siłę zewnętrzną. Odkryli, że jeśli zostaną spełnione określone warunki, może przyjąć wzorzec zmian w czasie, który powtarza się jak echo o częstotliwości niższej niż bodziec. Po raz pierwszy odkryto kryształ czasu.

Kubity działają jak magnesy

Urządzenie składa się z serii maleńkich magnesów mechaniki kwantowej, które dzięki specyficznym zasadom mechaniki kwantowej mogą być skierowane nie tylko w górę lub w dół, ale w obu kierunkach jednocześnie. Sąsiednie magnesy w szeregu mają tendencję do ustawiania się w przeciwnych kierunkach, obniżając swoją energię, podczas gdy losowe lokalne pole magnetyczne powoduje, że każdy magnes jest skierowany w jednym lub drugim kierunku.

Ciągły efekt impulsów magnetycznych zapewnia, że ​​magnes obraca się co dwa impulsy. Celem urządzenia jest to, że każda konfiguracja magnesu obraca się wokół własnej osi w kółko.

Ta koncepcja została zademonstrowana w różnych systemach, od elektronów brzęczących wokół diamentów po jony uwięzione w pułapce. Został również wykonany przy użyciu kubitów kwantowych lub kubitów w komputerze kwantowym.

Philip Fry i Stefan Rachel, fizycy z Uniwersytetu w Melbourne, opracowali teraz znacznie większy dowód kubitu. Eksperyment przeprowadzili za pośrednictwem sieci komputerów kwantowych obsługiwanych przez IBM w Stanach Zjednoczonych. Jest to możliwe, ponieważ kubity mogą zachowywać się podobnie do magnesu. Mają wartość 0,1 lub obie wartości jednocześnie.

Naukowcy odkryli, że w przypadku niektórych konfiguracji ich interakcji każde początkowe ustawienie 57 kubitów, takie jak 01101101110…, pozostaje stałe przez dwa impulsy, powracając do stanu początkowego po każdych dwóch impulsach.

zdjęcie Rostisław Uzunow Na pixabay