Дослідники, які працюють в партнерстві з Google, можливо, щойно використали квантовий комп’ютер технологічного гіганта для створення абсолютно нової фази матерії – кристала часу.
Маючи здатність нескінченно переміщатися між двома станами без втрати енергії, кристали часу ухиляються від одного з найважливіших законів фізики – другого закону термодинаміки, який говорить, що безлад або ентропія ізольованої системи завжди повинна збільшуватися.
Ці дивні тимчасові кристали залишаються стабільними, опираючись будь-якому розчиненню в випадковості, попри те, що вони знаходяться в постійному стані потоку. Існування цієї дивної нової фази матерії неймовірно хвилює фізиків, особливо з огляду на те, що існування тимчасових кристалів було вперше передбачено всього 9 років тому.
Згідно з дослідницькою статтею, вчені змогли створити кристал часу протягом приблизно 100 секунд, використовуючи кубіти (версія традиційного комп’ютерного біта для квантових обчислень) всередині ядра квантового процесора Google Sycamore. Всередині «коробки» Google Sycamore ми можемо бачити кубіти квантового процесора так само як і наші монети. Точно так же, як монети можуть бути орлом або решкою, кубіти можуть бути або 1, або 0 – двома можливими положеннями в системі з двома станами – або дивним поєднанням ймовірностей обох станів, званим суперпозицією. Дивним в кристалах часу є те, що ніякі коливання або переходи з одного стану в інший не можуть змінити кубіти тимчасового кристала на стан з найменшою енергією, що є випадковою конфігурацією, вони можуть тільки перевернути його з вихідного стану в інший стан, а потім назад. У цьому сенсі кристал часу подібний до маятника, який ніколи не перестає розгойдуватися.
Експеримент Google, ймовірно, залишиться найкращим способом вивчення кристалів часу в доступному для огляду майбутньому. Хоча в багатьох інших проектах вдалося створити те, що переконливо виглядає як тимчасові кристали, іншими способами – з алмазами, надтекучим гелієм-3, квазічастками і з конденсатами Бозе-Ейнштейна – здебільшого кристали, отримані в цих установках, розсіюються занадто швидко для детального вивчення.
Теоретична новизна кристалів – це в певному сенсі палиця з двома кінцями, оскільки фізики наразі намагаються знайти для них чітке застосування, наприклад, їх можна використовувати в якості високоточних датчиків або для розробки квантових комп’ютерів.
Читайте також: