Кристали часу знову в новинах. З’явилось нове дослідження про кристали часу – нову фазу матерії, яка відкриває великі перспективи для майбутнього квантових обчислень. Цього разу дослідники стверджують, що квантове обладнання Sycamore компанії Google використовувалось для спостереження за стабільним кристалом часу.
Якщо ви не фізик, природу кристала часу, швидше за все, важко зрозуміти. Дослідники зі Стенфордського університету, однієї з установ, що стоять за новим дослідженням, описують цю фазу матерії як «годинник, який працює вічно без батарейок». Google намагається ще більше спростити ситуацію, пояснюючи у своєму блозі, що кристали часу складаються з атомів, які утворюють «структуру-гойдалку […] у часі».
Коли хтось думає про кристали, він, швидше за все, уявляє собі щось схоже на дорогоцінне каміння. Але ці кристали складаються з шарів атомів, які, якщо спостерігати їх на мікроскопічному рівні, утворюють повторювані у просторі візерунки. Кристали часу відрізняються – і, схоже, порушують закони природи – тим, що атоми нескінченно повторюються в часі без додаткової енергії чи ентропії.
Стенфорд зазначає, що насправді кристали часу не порушують законів фізики, оскільки їхня ентропія «залишається незмінною в часі, частково задовольняючи другий закон термодинаміки, не спадаючи». Концепція кристалів часу – тобто стабільної матерії, що складається з атомів, що утворюють осцилюючу картину в часі – була запропонована кілька років тому, але нове створення кристалу часу є величезною віхою в області квантової фізики.
Новий прорив належить дослідникам із Google Quantum AI, Стенфордського університету, Оксфордського університету та Інституту фізики складних систем імені Макса Планка. Ця нова розробка є першим прикладом кристалу часу, яка демонструє так звану локалізацію багатьох тіл – стан, якого вдалося досягти під час попередніх експериментів з «майже кристалом часу».
Квантове обчислювальне обладнання Sycamore компанії Google Quantum AI відіграло важливу роль у розробці. Проєкт включав використання апаратури для перевірки кристала часу. Квантові обчислення – у нашому випадку на процесорі Sycamore – дозволяють спостерігати за коливаннями у часі, приймаючи твердження про стабільність кристала часу й використовуючи тверді дані його демонстрації. У Стенфорді зазначають, що апаратура квантових обчислень недосконала і має «кінцевий розмір та когерентність часу», але дослідники змогли подолати ці обмеження за допомогою різних протоколів.
В даному експерименті використовувалося обладнання Google Quantum AI, щоб ударити по кристалу часу 20 спинами квантових біт інформації (кубітів), спостерігалося кілька сотень циклів коливань, оскільки нескінченно спостерігати за кристалом часу протягом століть, щоб переконатися у його стабільності, неможливо.
Створення нової фази матерії, безумовно, цікаве на фундаментальному рівні. Воно показує захоплююче майбутнє, яке обіцяють квантові обчислення, принаймні, коли йдеться про наукові відкриття та майбутні квантові інновації, які можуть з’явитися в різних областях.
Google пояснює, що до створення справжнього квантового комп’ютера ще багато роботи, хоча підрозділ Quantum AI очікує розробки «корисного квантового комп’ютера з корекцією помилок» протягом цього десятиліття.
Компанія витратила роки на розробку алгоритмів та теорій, які відіграватимуть ключову роль у квантовому комп’ютері з корекцією помилок. На цю мить квантові процесори компанії пропонують вченим спосіб впевненого моделювання стабільних кристалів часу, відкриваючи двері в новий світ досліджень нових фаз матерії.
Читайте також:
Leave a Reply