A este tenor, Quantum la carrera informática se está calentando, muchas empresas de todos los países están gastando miles de millones en diferentes tecnologías qubit para estabilizar y comercializar la tecnología. Si bien es demasiado pronto para declarar un ganador en quantum computación, de Google quantum El laboratorio de computación puede haber creado algo verdaderamente extraordinario.
En el último desarrollo, los investigadores de Google, en colaboración con físicos de Princeton, Stanford y otras universidades, han creado el primer "Cristal del tiempo" del mundo dentro de un quantum ordenador.
Los cristales de tiempo desarrollados por Google podrían ser el mayor logro científico para la física fundamental y quantum física. Soñado por el físico ganador del Premio Nobel Frank Wilczek en 2012, la noción de "cristales de tiempo" ahora está pasando de la teoría a la realidad.
En un estudio publicado recientemente, "Observación del orden de estado propio cristalino en el tiempo en un Quantum Procesador”, los investigadores afirman que Time Crystal es una nueva fase de la materia que viola la ley de la termodinámica de Newton.
¿Qué es el Cristal del Tiempo?
Bueno, un cristal del tiempo suena como un componente complicado de una máquina del tiempo, pero no lo es. Entonces, ¿qué son exactamente los cristales de tiempo? Según los investigadores, un cristal de tiempo es una nueva fase de la materia que alterna entre dos formas, sin perder nunca energía durante el proceso.
Para hacerlo simple, los cristales regulares son una disposición de moléculas o átomos que forman un patrón regular repetido en el espacio. Un cristal de tiempo, por otro lado, es una disposición de moléculas o átomos que forman un patrón regular y repetido pero en 'tiempo'. Es decir, se sentarán en un patrón por un tiempo, luego cambiarán a otro y repetirán de un lado a otro.
Explicar acerca de Time Crystal en términos sencillos para Silicon Canals, Loïc Henriet, responsable de Aplicaciones y Quantum Software, Pasqal, explica: “Se sabe que algunas fases de la materia rompen espontáneamente las simetrías. Un cristal rompe la traducción espacial: uno encuentra átomos solo en posiciones bien definidas. Los imanes rompen la simetría de espín discreta: la magnetización apunta a una dirección bien definida. Sin embargo, no se conocía ningún sistema físico conocido que rompiera una de las simetrías más simples: la traducción en el tiempo. El resultado de DTC de Google es la evidencia experimental más convincente de la existencia de estados de la materia que no están en equilibrio y que rompen la simetría de la traducción del tiempo”.
Además, los cristales de tiempo pueden soportar procesos de energía sin entropía y transformarse infinitamente dentro de un sistema aislado sin gastar combustible ni energía.
¿Cómo lo hicieron?
“Nuestro trabajo emplea un protocolo de inversión de tiempo que discrimina la decoherencia externa de la termalización intrínseca y aprovecha quantum tipicidad para eludir el costo exponencial de muestrear densamente el espectro propio”, dicen los investigadores. “Además, localizamos la transición de fase fuera del DTC con un análisis experimental de tamaño finito. Estos resultados establecen un enfoque escalable para estudiar las fases de no equilibrio de la materia en la corriente. quantum procesadores.”
Para la demostración, los investigadores utilizaron un chip con 20 qubits como cristal del tiempo. Vale la pena mencionar que los investigadores realizaron los experimentos en el dispositivo Sycamore de Google, que resolvió una tarea en 200 segundos que le tomaría a una computadora convencional 10,000 años.
Según los investigadores, su experimento ofrece evidencia preliminar de que su sistema podría crear cristales de tiempo. Este descubrimiento podría tener profundas implicaciones en el mundo de la quantum computación si está probado.
Henriet comparte: "Este resultado es muy interesante desde el punto de vista de la física fundamental, como una identificación de una novela quantum fase de la materia. En sí mismo, no tendrá un impacto directo en nuestra vida cotidiana, pero ilustra la riqueza de muchos cuerpos. quantum física fuera de equilibrio. También prueba que quantum Los procesadores ahora son lo suficientemente potentes como para descubrir nuevos regímenes interesantes para quantum materia con propiedades disruptivas”.
“La consecuencia es sorprendente: evades la segunda ley de la termodinámica”, dice Roderich Moessner, director del Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos en Dresden, Alemania, y coautor del artículo de Google.
"Este es solo este espacio completamente nuevo y emocionante en el que estamos trabajando ahora". dice Vedika Khemani, física de materia condensada ahora en Stanford que descubrió conjuntamente la fase novedosa, mientras era estudiante de posgrado y coautora del nuevo artículo con Google team.
Cristales de tiempo en 2012
En 2012, a Frank Wilczek se le ocurrió la idea de los cristales de tiempo mientras daba una clase sobre cristales ordinarios (espaciales).
“Si piensas en cristales en el espacio, es muy natural pensar también en la clasificación del comportamiento cristalino en el tiempo”, dijo. ¿Cuánto.
De Google quantum La computadora ciertamente ha logrado lo que muchos pensaban que era imposible. Dicho esto, el experimento está en la etapa preliminar y requiere mucho trabajo. Además, la versión preimpresa de la investigación espera la validación de la comunidad científica y también debe ser revisada por pares.
“Hay buenas razones para pensar que ninguno de esos experimentos tuvo un éxito completo, y un quantum una computadora como [la de Google] estaría particularmente bien ubicada para hacerlo mucho mejor que esos experimentos anteriores”, dijo a Quanta el físico de la Universidad de Oxford John Chalker, que no participó en la investigación.