(кислород/Момент/Гети изображения) Прекарване на електричество през парче кварцов кристал генерира импулс можете буквално да сверите часовника си по. Задайте а времеви кристал топя се, от друга страна, и може просто да пулсира с най-дълбоките тайни на Вселената.
Екип от изследователи от институции в цяла Япония показа квантовата основа на частиците, подредени като времеви кристал на теория може да се използва за представяне на някои доста сложни мрежи, от човешкия мозък до интернет, докато се разпада.
„В класическия свят това би било невъзможно, тъй като би изисквало огромно количество изчислителни ресурси“, казва Марта Естарелас, а квантово изчисление инженер от Националния институт по информатика (NII) в Токио.
„Ние не само предлагаме нов метод за представяне и разбиране на квантовите процеси, но също така и различен начин за разглеждане квантови компютри .'
Откакто бяха теоретизирани за първи път през 2012 г. от Нобелов лауреат Франк Вилчек , кристалите на времето предизвикаха самите основи на физиката.
Неговата версия на този роман състояние на материята звучи подозрително като перпетуум мобиле – частици, които се пренареждат периодично, без да консумират или отделят енергия, повтаряйки се в модели във времето, точно както правят обикновените кристали в пространството.
Това е така, защото топлинната енергия, споделена от техните съставни атоми, не може да се уреди добре в равновесие с техния фон.
Това е малко като да пиете чаша горещ чай, който остава малко по-горещ от стайната температура, без значение колко време е бил на бюрото ви. Само че тъй като енергията в тези тиктакащи бучки материя не може да се използва другаде, теорията на времевите кристали безопасно избягва нарушаването на каквото и да ефизични закони.
Само преди няколко години, експерименталните физици успешно подредиха линия от итербиеви йони по такъв начин, че когато се удари с лазер, техните заплетени електронни завъртания изпаднаха от равновесие точно по този начин.
Подобни поведенияса наблюдавани вдруги материали, предоставяйки нови прозрения за начинаквантовите взаимодействия могат да се развиятв системи от заплетени частици.
Да знаеш, че съществува поведение, подобно на времеви кристали, е добре. Следващият въпрос е дали можем да използваме тяхната уникална дейност за нещо практично.
В новото проучване, използвайки набор от инструменти, намерени в теория на графите за да картографират потенциалните промени в подредбата на времевия кристал (както се вижда в клипа по-долу), изследователите показаха как дискретното разплитане на подредбата на времевия кристал – неговото стопяване, ако желаете – имитира категория от много сложни мрежи.
„Този тип мрежи, далеч от това да са редовни или произволни, съдържат нетривиални топологични структури, присъстващи в много биологични, социални и технологични системи“, изследователите пишат в доклада си .
Симулирането на такава изключително сложна система на суперкомпютър може да отнеме непрактично дълги периоди и сериозни количества хардуер и енергия и това е, ако изобщо може да бъде постигнато.
Квантовото изчисление обаче разчита на напълно различен начин за извършване на изчисления – такъв, който използва математиката на вероятността, вградена в състояния на материята наречени „кубити“, преди да бъдат измерени.
Правилната комбинация от кубити, подредени като времеви кристали, люлеещи се напред-назад в забвение, може да представлява сигнали, движещи се през огромни мрежи от неврони, квантови връзки между молекули или компютри, изпращащи си съобщения по целия свят.
„Използвайки този метод с няколко кубита, може да се симулира сложна мрежа с размерите на целия световен интернет,“ казва Теоретичният физик от NII Кае Немото.
Прилагането на това, което научаваме във времевите кристали, към тази нововъзникваща форма на технология може да ни даде изцяло нов начин да картографираме и моделираме всичко - от нови лекарства до бъдещи комуникации.
Както е, ние едва надраскваме повърхността на потенциала зад това ново състояние на материята. Въз основа на изследвания като това, можем да бъдем уверени, че времето е на наша страна, когато става въпрос за бъдещето на квантовите изчисления.
Това изследване е публикувано в Научен напредък .