L' Quantum la course à l'informatique s'intensifie, de nombreuses entreprises à travers les pays dépensent des milliards sur différentes technologies qubit pour stabiliser et commercialiser la technologie. Bien qu'il soit trop tôt pour déclarer un gagnant dans quantum informatique, Google quantum laboratoire informatique a peut-être créé quelque chose de vraiment remarquable.
Dans le dernier développement, des chercheurs de Google, en collaboration avec des physiciens de Princeton, Stanford et d'autres universités, ont créé le premier "Time Crystal" au monde à l'intérieur d'un quantum l'ordinateur.
Les cristaux de temps développés par Google pourraient être la plus grande réalisation scientifique pour la physique fondamentale et quantum la physique. Imaginée par le physicien lauréat du prix Nobel Frank Wilczek en 2012, la notion de « cristaux de temps » passe désormais de la théorie à la réalité.
Dans une étude récemment publiée, "Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor », les chercheurs affirment que Time Crystal est une nouvelle phase de la matière qui viole la loi de Newton sur la thermodynamique.
Qu'est-ce que le cristal temporel ?
Eh bien, un cristal temporel ressemble à un composant compliqué d'une machine à voyager dans le temps, mais ce n'est pas le cas. Alors, que sont exactement les cristaux de temps ? Selon les chercheurs, un cristal temporel est une nouvelle phase de la matière qui alterne entre deux formes, sans jamais perdre d'énergie au cours du processus.
Pour faire simple, les cristaux réguliers sont un arrangement de molécules ou d'atomes qui forment un motif régulier répété dans l'espace. Un cristal temporel, d'autre part, est un arrangement de molécules ou d'atomes qui forment un motif régulier et répété mais dans le "temps". Cela signifie qu'ils resteront assis dans un schéma pendant un certain temps, puis passeront à un autre et répéteront d'avant en arrière.
Expliquer Time Crystal en termes simples à Silicon Canals, Loïc Henriet, responsable Applications et Quantum Logiciele, Pasqal, explique : « Certaines phases de la matière sont connues pour rompre spontanément les symétries. Un cristal rompt la translation spatiale : on ne trouve des atomes qu'à des positions bien définies. Les aimants brisent une symétrie de spin discrète : l'aimantation pointe dans une direction bien définie. Cependant, aucun système physique connu n'était connu pour briser l'une des symétries les plus simples : la translation dans le temps. Le résultat DTC de Google est la preuve expérimentale la plus convaincante de l'existence d'états de non-équilibre de la matière qui brisent la symétrie de la traduction temporelle.
De plus, les cristaux de temps peuvent supporter des processus énergétiques sans entropie et se transformer à l'infini dans un système isolé sans dépenser de carburant ou d'énergie.
Comment l'ont-ils fait?
"Notre travail utilise un protocole d'inversion du temps qui discrimine la décohérence externe de la thermalisation intrinsèque, et exploite quantum typicité pour contourner le coût exponentiel de l'échantillonnage dense du spectre propre », expliquent les chercheurs. "De plus, nous localisons la transition de phase hors du DTC avec une analyse expérimentale de taille finie. Ces résultats établissent une approche évolutive pour étudier les phases de non-équilibre de la matière sur le courant quantum processeurs.
Pour la démonstration, les chercheurs ont utilisé une puce de 20 qubits pour servir de cristal temporel. Il convient de mentionner que les chercheurs ont réalisé les expériences sur l'appareil Sycamore de Google, qui a résolu une tâche en 200 secondes qui prendrait 10,000 XNUMX ans à un ordinateur conventionnel.
Selon les chercheurs, leur expérience offre des preuves préliminaires que leur système pourrait créer des cristaux de temps. Cette découverte pourrait avoir de profondes implications dans le monde de quantum l'informatique si c'est prouvé.
Henriet partage : « Ce résultat est des plus intéressants du point de vue de la physique fondamentale, en tant qu'identification d'un roman quantum phases de la matière. En soi, il n'aura pas d'impact direct sur notre quotidien mais il illustre la richesse de la multiplicité quantum physique hors d'équilibre. Cela prouve aussi que quantum les processeurs sont maintenant assez puissants pour découvrir de nouveaux régimes intéressants pour quantum matière aux propriétés perturbatrices.
"La conséquence est étonnante : vous éludez la deuxième loi de la thermodynamique", dit Roderich Moessner, directeur de l'Institut Max Planck pour la physique des systèmes complexes à Dresde, en Allemagne, et co-auteur de l'article de Google.
"C'est juste cet espace complètement nouveau et passionnant dans lequel nous travaillons maintenant," dit Vedika Khemani, une physicienne de la matière condensée maintenant à Stanford qui a co-découvert la nouvelle phase, alors qu'elle était étudiante diplômée et co-auteur du nouvel article avec Google team.
Cristaux de temps en 2012
En 2012, Frank Wilczek a eu l'idée des cristaux temporels lors d'un cours sur les cristaux ordinaires (spatiaux).
"Si vous pensez aux cristaux dans l'espace, il est également très naturel de penser à la classification du comportement cristallin dans le temps", a-t-il déclaré. Quanta.
Google quantum l'ordinateur a certainement réalisé ce que beaucoup pensaient impossible. Cela dit, l'expérience en est au stade préliminaire et demande beaucoup de travail. De plus, la version pré-imprimée de la recherche attend la validation de la communauté scientifique et doit également être examinée par des pairs.
"Il y a de bonnes raisons de penser qu'aucune de ces expériences n'a complètement réussi, et un quantum un ordinateur comme [Google] serait particulièrement bien placé pour faire beaucoup mieux que ces expériences précédentes », a déclaré à Quanta le physicien de l'Université d'Oxford John Chalker, qui n'a pas participé à la recherche.