Raziskovalci, ki sodelujejo z Googlom, so morda pravkar uporabili kvantni računalnik tehnološkega velikana, da bi ustvarili povsem novo fazo materije – časovni kristal.
S sposobnostjo neskončnega premikanja med dvema stanjema brez izgube energije se časovni kristali izognejo enemu najpomembnejših zakonov fizike, drugemu zakonu termodinamike, ki pravi, da mora neurejenost ali entropija izoliranega sistema vedno naraščati.
Ti nenavadni začasni kristali ostanejo stabilni in se upirajo kakršnemu koli razpadu v naključje, kljub temu, da so v stalnem stanju fluksa. Obstoj te nenavadne nove faze materije je za fizike neverjetno vznemirljiv, še posebej, ker je bil obstoj časovnih kristalov prvič napovedan šele pred 9 leti.
Glede na raziskovalni dokument je znanstvenikom uspelo ustvariti časovni kristal v približno 100 sekundah z uporabo kubitov (kvantne računalniške različice tradicionalnega računalniškega bita) v jedru Googlovega kvantnega procesorja Sycamore. Znotraj "škatle" Google Sycamore lahko vidimo kubite kvantnega procesorja tako kot naše kovance. Tako kot so lahko kovanci glave ali repi, so lahko kubiti 1 ali 0 – dva možna položaja v sistemu z dvema stanjema – ali nenavadna kombinacija verjetnosti obeh stanj, imenovana superpozicija. Nenavadna stvar pri časovnih kristalih je, da nobena količina nihanj ali prehodov iz enega stanja v drugo ne more spremeniti kubitov časovnega kristala v stanje z najnižjo energijo, ki je naključna konfiguracija, lahko ga le obrnejo iz prvotnega stanja. v drugo državo in nato nazaj. V tem smislu je časovni kristal kot nihalo, ki nikoli ne preneha nihati.
Googlov poskus bo verjetno ostal najboljši način za preučevanje časovnih kristalov v bližnji prihodnosti. Medtem ko je številnim drugim projektom uspelo ustvariti nekaj, kar se prepričljivo zdi kot začasni kristali z drugimi sredstvi – z diamanti, superfluidnim helijem-3, kvazidelci in z Bose-Einsteinovimi kondenzati – večinoma kristali, proizvedeni v teh napravah, prehitro razpadejo za podrobno študijo.
Teoretična novost kristalov je v nekem smislu dvorezen meč, saj se fiziki trenutno trudijo najti jasne aplikacije zanje, na primer, da bi jih lahko uporabili kot visoko natančne senzorje ali za razvoj kvantnih računalnikov.
Preberite tudi: