No dobrze, ale czym tak właściwie są te kryształy czasu? Otóż po raz pierwszy zaproponowane w 2012 roku, jako systemy, które stale działają poza równowagą. W przeciwieństwie do innych faz materii, które znajdują się w równowadze termicznej, kryształy czasowe są stabilne, ale atomy, które je tworzą, nieustannie zmieniają swoje połączenia. Można więc powiedzieć, że chodzi tu o stabilną niestabilność.

Komputer kwantowy stworzył kryształ czasowy

Komputer kwantowy stworzył kryształ czasowy

Przynajmniej tak było w teorii: naukowcy nie byli zgodni co do tego, czy coś takiego jest możliwe w rzeczywistości. Rozważano różne poziomy kryształów czasowych, które mogą lub nie mogą być wygenerowane, demonstrując przy okazji struktury i modele, które częściowo — ale nie całkowicie — spełniają wszystkie istotne kryteria. Naukowcy z Google, wraz z fizykami z Princeton, Stanford i innych uniwersytetów, twierdzą, że projekt komputera kwantowego Google dostarczył tego, co wielu uważało za niemożliwe. Warto jednak podkreślić, że praca na ten temat nie przeszła jeszcze przez fazę recenzji. Tym samym istnienie kryształów czasu wciąż może zostać naukowo obalone. Warto mieć to na uwadze, zanim zagłębimy się dalej w ten problem

Nasza praca wykorzystuje protokół odwracania czasu, który odróżnia zewnętrzną dekoherencję od wewnętrznej termalizacji i wykorzystuje kwantową typowość, aby obejść wykładniczy koszt gęstego próbkowania widma własnego. Dodatkowo lokalizujemy przejście fazowe z DTC za pomocą eksperymentalnej analizy skończonego rozmiaru. Wyniki te ustanawiają skalowalne podejście do badania faz nierównowagowych materii na obecnych procesorach kwantowych.

— Jak podaje fragment pracy.

Nic nie rozumiecie? Tak właściwie ja też. Dlatego też warto sięgnąć do innych źródeł, które nie zakładają, że czytelnik wie, o czym mowa. Otóż jak wyjaśnia Quanta Magazine, kryształ czasowy składa się w zasadzie z trzech podstawowych elementów. Po pierwsze, rząd cząstek, z których każda ma swoją własną orientację magnetyczną. Ten zostaje zablokowany w mieszaninie konfiguracji nisko- i wysokoenergetycznych. Jest to tak zwana lokalizacja wielu ciał. Odwrócenie wszystkich orientacji tych cząstek — efektywnie tworząc ich lustrzaną wersję — znane jest jako uporządkowanie stanów własnych. Jest to wtórny stan zlokalizowany w wielu ciałach. Zmiana pomiędzy tymi stanami zachodzi natomiast dzięki światłu lasera. Odbywa się to jednak bez faktycznego wykorzystania energii netto. Rezultat jest znany jako kryształ czasowy Floqueta, po raz pierwszy zaproponowany w 2016 roku.

Komputer kwantowy Google i jego rola

Komputer kwantowy Google’a – znany jako Sycamore – był w stanie wykorzystać układ z 20 jego qubitami, czyli sterowalnymi cząstkami kwantowymi, z których każda może utrzymywać dwa stany jednocześnie. Dostrajając siłę interakcji pomiędzy poszczególnymi kwantami, badacze mogli randomizować oddziaływania i osiągnąć lokalizację wielu ciał. Mikrofale następnie zmieniły orientację cząstek na lustrzaną, ale bez zmiany spinu, który pobierał energię netto z samego lasera.

A komu to potrzebne?

Nie wiadomo, gdzie dokładnie znajdują się teoretyczne badania i jakie są możliwe zastosowania kryształu czasowego. W tej chwili, według naukowców, główną implikacją jest to, że istnieje skalowalne podejście do badania nierównowagowych faz materii na obecnych procesorach kwantowych; w skrócie, pokazuje to, że komputery kwantowe mogą być co najmniej dobre dla tej linii pracy. Okazuje się więc, że kryształy czasowe są potrzebne po to, aby można było je badać i uzasadnić posiadanie komputera kwantowego.

Zobacz też: Mamy nowego lidera DxOmark — Huawei wraca na szczyt

Znalezienie praktycznego zastosowania dla komputerów kwantowych i związanych z nimi teorii to częsty problem firm zajmujących się tą technologią. Na początku tego roku Google poczyniło śmiałe prognozy na temat tego, co może osiągnąć komputer kwantowy, wskazując na usprawnienie baterii, tworzenie skuteczniejszych leków i szczepionek oraz generowanie skuteczniejszych nawozów jako możliwe rezultaty takich badań. W ramach tego projektu firma twierdzi, że pracuje nad komputerem kwantowym o pojemności 1 000 000 fizycznych qubitów, choć przyznaje, że miną lata, zanim nawet zrozumienie, jak można by go skonstruować, będzie możliwe. Jak na razie więc komputer kwantowy bada kryształy czasowe, które istnieją tylko po to, by usprawiedliwić istnienie komputerów kwantowych.

Źródło: SlashGear, Quanta Magazine

Google News
Obserwuj ANDROID.COM.PL w Google News i bądź zawsze na bieżąco!
Obserwuj

Paweł Maretycz

Sceptyczny fan nowych technologii. Uwielbia małe urządzenia, nawet jego komputer to mini ITX.