Fyzici potvrzují existenci časových krystalů v epických kvantových počítačových simulacích

Hledáte mezeru v zákonech, které brání perpetuum mobile? Vědět, že máte své autentické já krystal času Vyžaduje více než bystré oko pro kvalitní drahé kameny.

V nové studii použil mezinárodní tým výzkumníků k opětovnému ověření kvantový výpočetní hardware Sycamore společnosti Google. Teoretický pohled na časový krystal, což potvrzuje, že zaškrtává všechna správná políčka pro vznikající formu technologie, které stále rozumíme.

Podobně jako u tradičních krystalů vyrobených z nekonečně se opakujících jednotek atomů je časový krystal nekonečně se opakující změnou v systému, změnou, která pozoruhodně nevyžaduje energii ke vstupu nebo výstupu.

I když taková věc se blíží porušení některých zákonů TermodynamikaSkutečnost, že se entropie systému nezvyšuje, znamená, že systém musí sedět na správné straně fyziky.

Ve skutečnosti může takový krystal vypadat jako oscilace nějakého druhu, která se neshoduje se zbytkem rytmů systému. Například laserové cvakání v ustáleném rytmu na časový krystal může způsobit, že rotace jeho částic se překlopí přes každé druhé kliknutí.

Toto vzdorné překlápění je odlišné chování časového krystalu a bylo použito jako vodítko pro navrhování a výrobu časových krystalů v předchozích experimentech.

Ale naprostá složitost myriády interagujících kvantových objektů, které všechny oscilují ve svém vlastním rytmu, ponechává prostor pro některé interpretace, které se nemusí nutně spoléhat na stejná pravidla, která jsou základem fyziky časových krystalů.

Takže i když je to nepravděpodobné, nemůžeme vyloučit, že systém, který zpočátku vypadá jako časový krystal, se může po eóny skutečně zahřát a nakonec upadnout do nepořádku.

Můžete se jen pohodlně posadit a sledovat šumění krystalu z dálky až do tepelné smrti vesmíru, samozřejmě. Nebo můžete nechat kvantový počítač, aby to udělal za vás.

„Hlavní obrázek je, že bereme zařízení, která mají být Kvantové počítače do budoucnosti a myslet na ně jako na komplexní kvantové systémy samy o sobě,“ On říká Fyzik Stanfordské univerzity Matteo Ippolitti.

READ  Teorie černé díry Hawkinga je poprvé potvrzena pozorováním

„Namísto počítání jsme dali počítač do práce jako novou experimentální platformu pro vnímání a objevování nových fází hmoty.“

Výchozím bodem pro tento konkrétní krystalový čas bylo překvapivě nezamýšlené místo, pocházející z práce stanfordské teoretické fyziky Fediky Khimani o fyzice nerovnováhy.

Jsme si dobře vědomi důsledků tohoto druhu fyziky v každodenním životě. Nechte svůj horký šálek kávy na lavici půl hodiny a zjistíte, jak rychle se jeho tepelná energie rozptýlí, když se dostane do nerovnováhy s okolním prostředím.

Khemani a její kolegové se více zajímali o energetické nerovnováhy na méně intuitivní úrovni kvantové fyziky.

Bylo to jen tehdy, když byl recenzentem Al-Khaymaniho výzkumu upoutala její pozornost Právě na paralely mezi její prací a časovými krystaly se zaměřila na tuto vzrušující novou oblast fyziky.

„Časové krystaly jsou jasným příkladem nového druhu nevyvážené kvantové fáze hmoty,“ On říká Khaymani.

„Zatímco velká část našeho chápání fyziky kondenzovaných látek závisí na rovnovážných systémech, tato nová kvantová zařízení nám poskytují fascinující okno do nových nerovnovážných systémů ve fyzice více těles.“

Modelování časových krystalů na kvantové technologii Google umožnilo týmu hledat známky nekonečného opakování během několika stovek kopů laserového pulsu. Mohou také spustit simulaci pozpátku a rozšířit její velikost.

„V podstatě nám řekl, jak opravit své vlastní chyby, aby otisk dokonalého chování časového krystalu mohl být ověřen pozorováním v konečném čase,“ On říká Roderich Moessner, teoretický fyzik z Institutu Maxe Plancka pro fyziku komplexních systémů v Německu.

Mít způsoby, jak modelovat krystaly v reálném čase s jistotou, že představují skutečně jedinečnou fázi hmoty, může být neocenitelné při zkoumání šílených složitostí nerovnovážné kvantové fyziky.

Časové krystaly slibují, že budou oknem do nových způsobů, jakými funguje široká škála složitých systémů, poskytující pohledy nejen do kvantových prostorů, ale i do složitých systémů, jako je náš mozek.

READ  Denní údaje z USA 29. března

Jednoho dne bude mnoho vědců v celé řadě oborů na trhu po krystalické období. Nyní je menší šance, že budou ukradeny.

Tento výzkum byl publikován v temperamentní povaha.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *