Ученые воссоздали кристалл времени в квантовом процессоре

6:45 /  Наука, Новое, Технологии, ТОП
кристалл времени

«Кристаллы времени» звучат как фантастическое явление, но на самом деле они вполне реальны. Один такой кристалл уже интегрирован в квантовый процессор Google Sycamore, сообщает kratko-news.com.

Обычные кристаллы характеризуются высокоупорядоченной атомной структурой с повторяющимся узором. И если эти атомы повторяются в пространстве, могут ли существовать другие кристаллы с узором, повторяющимся во времени? И как бы выглядело такое явление?

В 2012 году лауреат Нобелевской премии Франк Вильчек предположил, что так называемые «временные кристаллы» действительно могут существовать, а к 2016 году они были даже экспериментально созданы в лаборатории. Более поздние исследования обнаружили их в детском наборе, и ученые наблюдали, как они взаимодействуют друг с другом.

В кристалле времени атомы движутся по схеме, которая периодически повторяется — например, их спины (вращения) поворачиваются вверх и вниз по предсказуемой схеме. Но странно то, что этот ритм движения не соответствует частоте вызвавшей его силы, и в идеальной системе атомы будут продолжать двигаться бесконечно без дополнительного воздействия.

Чтобы было понятнее, представьте себе самую странную в мире миску из желатина. Обычно, если вы надавите на материал, он будет двигаться в течение нескольких секунд, а затем остановится, пока вы не нажмете его снова. Чего вы, возможно, не ожидаете, так это постоянного колебания желатина после всего лишь двух прикосновений — но это именно то, что делает кристалл времени.

Это может показаться парадоксом, который слишком близок к вечному двигателю, но кристаллы времени технически не нарушают законы термодинамики. Энергия сохраняется в системе в целом, а энтропия (мера беспорядка) не уменьшается, а остается постоянной.

Исследователи недавно продемонстрировали кристалл времени в квантовом процессоре Sycamore от Google. Согласно публикации в Nature, команда обработала 20-кубитную сетку (квантовые биты информации) с помощью лазера, чтобы запустить процесс. Затем кубиты начинают вращать свои спины только один раз за каждые два лазерных импульса, нарушая симметрию перевода времени и создавая кристалл времени.

Важно отметить, что, по мнению исследователей, это первый кристалл, демонстрирующий «локализацию множества тел» — феномен, который сохраняет их стабильность. В этом конкретном эксперименте ученые наблюдали систему всего несколько сотен циклов, но говорят, что им удалось подтвердить долгосрочную стабильность временных кристаллов, используя моделирование, выполненное самим квантовым компьютером.


Архивы

Декабрь 2021
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя   Янв »
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

При копировании материалов активная ссылка на сайт обязательна. Kratko-News.com (Кратко) © 2012-2022.