 |
|
Из квантового компьютера сделали темпоральный кристалл
|
| По сообщению Google, квантовый компьютер Sycamore компании впервые показал практическую ценность. Учёные смогли превратить 20-кубитовый Sycamore в первый истинный временной (темпоральный) кристалл. Речь не идёт о путешествии во времени. Квантовая система Google доказала возможность существования физических структур, ранее предсказанных только теоретически — это прорыв в фундаментальной физике, что приведёт к новым и удивительным открытиям. Идея существования временных или темпоральных кристаллов была предложена физиком Фрэнком Вильчеком (Frank Wilczek) в 2012 году. |
|
| Он предположил, что если известные всем нам кристаллы от алмаза до поваренной соли имеют одну или несколько осей симметрии своей внутренней (кристаллической) структуры, то симметрии могут также существовать во времени и отличаться в каждый момент на временной шкале. В природе такие кристаллы не найдены, а если бы они были, то со временем их свойства менялись бы, правда, делая это с определённой периодичностью (симметрией). Собственно, только это — симметрия — и роднит привычные кристаллы (с пространственной симметрией) и темпоральные кристаллы (с временной симметрией). Характеристики первых и вторых повторяются с безупречной последовательностью, хотя в первом случае речь идёт о пространстве, а во втором — о времени. Убедительных доказательств существования временных кристаллов до сих пор не было представлено, либо эти результаты остаются предметом спора учёных. |
| В эксперименте на квантовом компьютере Google прямо или косвенно приняли участие свыше 100 учёных из десятка научных учреждений США. Квантовая система представилась исследователям простым инструментом для превращения группы кубитов в один темпоральный кристалл. Всё, что было нужно, это заставить эту группу кубитов оставаться стабильной какое-то достаточно длительное время и демонстрировать периодическое изменение фазовых состояний — показывать симметрию характеристик во времени. В системе Google Sycamore все эти моменты можно задать и отследить — идеальный, если задуматься, полигон, хотя к квантовым вычислениям это пока не относится. |
| В ходе эксперимента учёные показали временную симметрию для цепочек из 8, 12 и 16 кубитов. Временная периодичность свойств кубитов сохранялась во всех случаях, что даёт повод говорить о первой физической реализации истинного дискретного временного кристалла. Можно ожидать, что временные кристаллы покажут путь к стабильности квантовых вычислений, в ходе которых физические кубиты будут без ошибок существовать сколь угодно долго. Также теория временных кристаллов подкидывает загадку в виде нарушения второго закона термодинамики, когда система (кристалл) в возбуждённом состоянии не возвращается в стабильное состояние с наименьшей для среды энергией атомов (приходит в тепловое равновесие), а остаётся стабильной и строго упорядоченной на высокоэнергетическом уровне. Вопросов много, ответов пока нет, но перспективы вдохновляют. |
| Источник |
