Výzkumníci spolupracující s Googlem možná právě použili kvantový počítač technologického obra k vytvoření zcela nové fáze hmoty – časového krystalu.
Se schopností pohybovat se nekonečně mezi dvěma stavy bez ztráty energie se časové krystaly vyhýbají jednomu z nejdůležitějších fyzikálních zákonů, druhému termodynamickému zákonu, který říká, že neuspořádanost nebo entropie izolovaného systému musí vždy narůstat.
Tyto podivné dočasné krystaly zůstávají stabilní, odolávají jakémukoli rozpuštění do náhodnosti, přestože jsou v konstantním stavu toku. Existence této podivné nové fáze hmoty je pro fyziky neuvěřitelně vzrušující, zvláště když existence časových krystalů byla poprvé předpovězena právě před 9 lety.
Podle výzkumného článku byli vědci schopni vytvořit časový krystal za přibližně 100 sekund pomocí qubitů (kvantové výpočetní verze tradičního počítačového bitu) uvnitř jádra kvantového procesoru Google Sycamore. Uvnitř „krabice“ Google Sycamore můžeme vidět qubity kvantového procesoru stejně jako naše mince. Stejně jako mince mohou být hlavy nebo paty, qubity mohou být buď 1 nebo 0 – dvě možné pozice ve dvoustavovém systému – nebo podivná kombinace pravděpodobností obou stavů, nazývaná superpozice. Zvláštní na časových krystalech je, že žádné množství oscilací nebo přechodů z jednoho stavu do druhého nemůže změnit qubity časového krystalu do stavu s nejnižší energií, což je náhodná konfigurace, mohou jej pouze převrátit z původního stavu. do jiného státu a pak zpět. V tomto smyslu je časový krystal jako kyvadlo, které se nikdy nepřestane kývat.
Experiment Google pravděpodobně zůstane nejlepším způsobem, jak studovat časové krystaly v dohledné budoucnosti. Zatímco mnoha jiným projektům se podařilo vytvořit to, co přesvědčivě vypadají jako dočasné krystaly jinými prostředky – s diamanty, supratekutým heliem-3, kvazičásticemi a s Bose-Einsteinovými kondenzáty – krystaly vyrobené v těchto sestavách se většinou rozptýlí příliš rychle. pro podrobné studium.
Teoretická novinka krystalů je v jistém smyslu dvousečná zbraň, fyzici se pro ně v současnosti snaží najít jasné uplatnění, dají se například využít jako vysoce přesné senzory nebo k vývoji kvantových počítačů.
Přečtěte si také: