Máte záujem o dieru v zákonoch, ktoré bránia perpetual mobile? Vedieť, že máte svoje autentické ja časový kryštál Vyžaduje si to viac než bystré oko pre kvalitné drahé kamene.

V novej štúdii použil medzinárodný tím výskumníkov na opätovné overenie kvantový výpočtový hardvér spoločnosti Google Sycamore. Teoretický pohľad na časový kryštál, čo potvrdzuje, že zaškrtáva všetky správne políčka pre novovznikajúcu formu technológie, ktorej stále rozumieme.

Podobne ako tradičné kryštály vyrobené z nekonečne sa opakujúcich jednotiek atómov, časový kryštál je nekonečne sa opakujúca zmena v systéme, zmena, ktorá pozoruhodne nevyžaduje energiu na vstup alebo výstup.

Aj keď takéto niečo sa blíži k porušeniu niektorých zákonov TermodynamikaSkutočnosť, že entropia systému sa nezvyšuje, znamená, že systém musí sedieť na správnej strane fyziky.

V skutočnosti môže takýto kryštál vyzerať ako oscilácia nejakého druhu, ktorá sa nezhoduje so zvyškom rytmov systému. Napríklad klikanie lasera na časový kryštál v rovnomernom rytme môže spôsobiť, že rotácia jeho častíc sa jednoducho prevráti po každom ďalšom kliknutí.

Toto vzdorovité preklápanie je odlišným správaním časového kryštálu a v predchádzajúcich experimentoch sa používalo ako návod na navrhovanie a výrobu časových kryštálov.

Ale úplná zložitosť nespočetného množstva interagujúcich kvantových objektov, ktoré oscilujú podľa vlastného rytmu, ponecháva priestor pre niektoré interpretácie, ktoré sa nemusia nevyhnutne spoliehať na rovnaké pravidlá, ktoré sú základom fyziky časových kryštálov.

Takže aj keď je to nepravdepodobné, nemôžeme vylúčiť, že systém, ktorý spočiatku vyzerá ako časový kryštál, sa môže v skutočnosti po eóny zahriať a nakoniec upadnúť do neporiadku.

Môžete si len tak sadnúť a z diaľky sledovať šumenie krištáľu až do tepelnej smrti vesmíru, samozrejme. Alebo môžete nechať kvantový počítač, aby to urobil za vás.

„Hlavným obrazom je, že berieme zariadenia, ktoré majú byť Kvantové počítače do budúcnosti a považovať ich za komplexné kvantové systémy samy osebe,“ On hovorí Fyzik Stanfordskej univerzity Matteo Ippolitti.

„Namiesto výpočtov sme dali počítač do práce ako novú experimentálnu platformu na vnímanie a objavovanie nových fáz hmoty.“

Východiskovým bodom pre tento konkrétny kryštálový čas bolo prekvapivo nezamýšľané miesto, ktoré vyplynulo z práce stanfordskej teoretickej fyziky Fediky Khimani o fyzike nerovnováhy.

Sme si dobre vedomí dôsledkov tohto druhu fyziky v každodennom živote. Nechajte svoju horúcu kávu na lavičke pol hodiny a zistíte, ako rýchlo sa jej tepelná energia rozptýli, keď sa dostane do nerovnováhy s prostredím.

Khemani a jej kolegovia sa viac zaujímali o energetické nerovnováhy na menej intuitívnej úrovni kvantovej fyziky.

Bolo to len vtedy, keď bol recenzentom Al-Khaymaniho výskumu upútala jej pozornosť Sú to paralely medzi jej prácou a časovými kryštálmi, vďaka ktorým sa zamerala na túto vzrušujúcu novú oblasť fyziky.

„Časové kryštály sú jasným príkladom nového druhu nevyváženej kvantovej fázy hmoty,“ On hovorí Khaymani.

„Aj keď veľká časť nášho chápania fyziky kondenzovaných látok závisí od rovnovážnych systémov, tieto nové kvantové zariadenia nám poskytujú fascinujúce okno do nových nerovnovážnych systémov vo fyzike viacerých telies.“

Modelovanie časových kryštálov na kvantovej technológii Google umožnilo tímu hľadať známky nekonečného opakovania v rámci niekoľkých stoviek kopov laserového pulzu. Môžu tiež spustiť simuláciu spätne a rozšíriť jej veľkosť.

„V podstate nám povedal, ako opraviť svoje vlastné chyby, aby bolo možné overiť odtlačok dokonalého správania časového kryštálu pozorovaním v konečnom čase,“ On hovorí Roderich Moessner, teoretický fyzik z Inštitútu Maxa Plancka pre fyziku komplexných systémov v Nemecku.

Mať spôsoby, ako modelovať kryštály v reálnom čase s istotou, že predstavujú skutočne jedinečnú fázu hmoty, môže byť neoceniteľné pri skúmaní šialenej zložitosti nerovnovážnej kvantovej fyziky.

Časové kryštály sľubujú, že budú oknom do nových spôsobov, ktorými funguje široká škála zložitých systémov, poskytujúc pohľad nielen do kvantových priestorov, ale aj do zložitých systémov, akými sú naše mozgy.

Jedného dňa bude veľa vedcov v rôznych oblastiach na trhu počas krištáľového obdobia. Teraz je menšia šanca, že budú ukradnuté.

Tento výskum bol publikovaný v r temperamentná povaha.