Кристали часу набувають популярності: що це та для чого

Використовуючи нові архітектури квантових обчислень, кілька лабораторій впритул підійшли до створення локалізованої версії кристала часу.

Про це пише  сайт волинських новин Конкурент, посилаючись на Technology Org.

Фізик з Каліфорнійського університету в Берклі Норман Яо п'ять років тому вперше описав, як створити кристал часу – нову форму матерії, де структура повторюється в часі, а не в просторі. Проте, на відміну смарагду чи рубіну, кристали часу існували менше секунди. З часу відкриття кристалів Норманом Яо вчені з'ясували, що кристали часу бувають різних форм, кожна з яких стабілізується своїм особливим механізмом.

У статті, опублікованій в журналі Science, Яо та його колеги з компанії QuTech повідомляють про створення локалізованого з багатьох частин дискретного кристала часу, який тривав близько восьми секунд, що відповідає 800 періодам коливань. Вони використовували квантовий комп’ютер на основі алмазу, де кубіти – квантові біти, аналог двійкових бітів у цифрових комп’ютерах – є ядерними спінами атомів вуглецю-13, які знаходяться в структурі алмазу.

Результати дослідження були відтворені в експерименті вчених із Google, Стенфорда та Принстона з використанням надпровідного квантового комп'ютера Google Sycamore. У цій демонстрації фізики використовували 20 кубітів, виготовлених із надпровідних алюмінієвих смуг. Кристали у цих експериментах змогли існувати близько 0,8 секунди.

Усі ці різні платформи доповнюють одна одну. Експеримент Google використовує вдвічі більше кубітів, ніж змогла собі дозволити команда Qutech, але їхній кристал часу існував приблизно в 10 разів довше. Команда Qutech змогла найбільш ефективно управляти дев'ятьма кубітами з вуглецю-13, щоб задовольнити критерії формування кристала часу, локалізованого в багатьох тілах.

«Кристал часу – це, мабуть, найпростіший приклад нерівноважної фази матерії, – сказав Яо, доцент фізики Каліфорнійського університету в Берклі. – Система QuTech  є ідеальною для дослідження інших нерівноважних явищ, включаючи, наприклад, топологічні фази Флоке».

Результати нової роботи демонструють, що спінові дефекти у твердих тілах є гнучкою платформою для експериментального вивчення важливих відкритих питань статистичної фізики щодо кристалів часу.

«Здатність ізолювати спіни від їхнього оточення, але при цьому контролювати їхню взаємодію, дає чудову можливість для дослідження як інформація зберігається або втрачається, — сказав аспірант Каліфорнійського університету в Берклі Франсіско Мачадо. – Буде цікаво побачити, що буде далі».

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: