Революционное открытие Google приблизило нас к мощнейшим квантовым компьютерам

Ученые создали кристалл времени, но они не уверены в этом.
Чип Sycamore

Компания Google объявила, что ее инженеры создали внутри суперкомпьютера темпоральный кристалл (кристалл времени) — новое состояние материи.

Статья должна быть опубликована в Nature, коротко об открытии сообщает «Русская служба BBC News».

В эксперименте участвовал коллектив авторов из ведущих университетов мира. Но ученые еще не до конца уверены в результатах. Если никакой ошибки нет, мы стали ближе к новому поколению мощных и быстрых процессоров — они смогут за минуты решать задачи, на которые нынешние компьютеры потратили бы тысячелетия.

Кристалл был создан в самом мощном квантовом компьютере современности Google Sycamore.

Что такое темпоральный кристалл?

Есть разные агрегатные состояния: твердое, жидкое, газообразное, плазма (из нее состоят экраны компьютеров и 99,9% Вселенной). В дополнение к ним создали и временной кристалл. Он выглядит как обычный кристалл, но обладает особым свойством. Атомы в его решетке вращаются то в одну сторону, то вместе меняют направление и вращаются в другую. Структура такого кристалла повторяется как в пространстве, так и во времени.

У элементов темпорального кристалла есть два квантовых состояния, которые переключаются от какого-то внешнего воздействия (например, воздействия лазера). После каждого четного изменения система возвращается в изначальное состояние, после нечетного меняется на противоположное. Система будто запоминает свое прошлое состояние и может его воспроизвести.

Интересно, что темпоральный кристалл был предсказан математически в 2012 году. Это сделал американский физик и лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек.

Что в нем необычного?

Если отпустить маятник, он в какой-то момент истратит энергию и прекратит колебаться. А темпоральный кристалл в изолированной системе будет менять состояние вечно, его энергия неизменна. Заметим, что лазер не передает кристаллу энергию, это своего рода катализатор. Получается, темпоральный кристалл — это вечный двигатель? Не совсем.

«Хотя кристалл действительно демонстрирует "вечное движение", это движение не производит энергии», — объясняет инженер Google и ведущий автор работы Сяо Ми.

Как его использовать?

Сами исследователи говорят, что «в полной мере осознать важность открытия мы пока еще даже не в состоянии». Но есть предположения о том, как можно применить кристалл. 

Вероятно, его будут использовать для создания сверхточных часов, гироскопов и запоминающих устройств квантовых суперкомпьютеров.

В Китае представили супермощный квантовый компьютер

Физикам впервые удалось наблюдать взаимодействие «кристаллов времени»