Создан “кристалл времени”, циклически меняющий состояние без потребления энергии

Не проходит и дня, чтобы не появилось какое-нибудь открытие или изобретение, от которого хочется воскликнуть: “Это всё меняет!” 

Вот и новое исследование физиков из Гугл (да-да – Google!) может в недалеком будущем изменить очень многое в нашей жизни. В препринте, который, правда, еще не прошел рецензирование, исследователи из Гугл, Стэнфорда, Принстона и других университетов утверждают, что использовали квантовый компьютер Гугл для демонстрации так называемого “кристалла времени” – объекта, чьи части движутся по регулярному повторяющемуся циклу, не затрачивая при этом никакой энергии. Если вы думаете, что это очень похоже на вечный двигатель, то вы правы. Ученые, которые намного умнее, чем автор этих строк, уже заявили, что если это подтвердится, то получается, что гугловский кристалл официально нарушает второй закон термодинамики (энтропия всегда нарастает), и правило “симметрии перемещения во времени” (стабильный объект остается неизменным во времени). 

кристалл времени

Но раз я это все еще пишу, а вы все еще читаете, то нарушение этих законов и правил не так катастрофично, как об этом пишут фантасты, верно?:

“Примечательно, что недавно было предсказано, что неравновесные системы могут демонстрировать новые динамические фазы, которые в противном случае могут быть запрещены равновесной термодинамикой, парадигматическим примером которых является кристалл дискретного времени (DTC). Здесь мы реализуем непрерывное семейство настраиваемых квантовых вентилей CPHASE на массиве сверхпроводящих кубитов для экспериментального наблюдения DTC, упорядоченного по собственным состояниям. Мы демонстрируем характерную пространственно-временную реакцию DTC для общих начальных состояний”.

Какая ж наука, все-таки замечательная штука! Непонятно вообще ничего. Это была цитата из “Наблюдения за порядком времени-кристаллического собственного состояния на квантовом процессоре”, которое создала группа волшебников-ученых.Настоящий маленький городок волшебников-ученых создал “Наблюдение за порядком кристаллического времени собственного состояния на квантовом процессоре”. К счастью, у нас есть такие издания, как Quanta Magazine, которые переводят квантовую речь на человеческий язык, понятный широкой публике. Они предложили сравнить кристаллы времени с чем-то более известным всем нам – с кристаллами льда. 

Лед – это материя, находящаяся в тепловом равновесии: его атомы “достигли состояния с самой низкой энергией, допускаемой температурой окружающей среды, и их свойства не меняются со временем”. С другой, кажущейся пока невозможной стороны, временные кристаллы – это новая форма материи, которая находится в “неравновесной” фазе – она ​​имеет “порядок и идеальную стабильность, несмотря на то, что находится в возбужденном и развивающемся состоянии”. Проще говоря, его перемещение и изменение не требует энергии для топлива. Можете придумать ситуации, когда это может пригодиться?

В 2019 году Гугл объявил, что его квантовый компьютер “Сикамор” выполнил задачу, на которую обычному компьютеру потребовалось бы 10 000 лет, всего за 200 секунд. Именно тогда Ведика Хемани, физик конденсированного состояния, работающая сейчас в Стэнфорде и соавтор новой статьи, вместе со своими коллегами поняла, что теперь существует компьютер, который может создать кристалл времени. По совпадению, создатели “Сикамора” как раз искали какую-нибудь новую задачу, чтобы протестировать свой компьютер. Разработчики и исследователи объединились вместе и создали новую историю, которая изменит всё. Или нет?

кристалл времени

Квантовый компьютер “Сикамор” использует сверхпроводящие алюминиевые полоски в качестве кубитов – управляемых квантовых частиц, которые могут одновременно поддерживать два возможных состояния, кодирующихся как 0 и 1. То есть, стандартная бинарная система счисления. У каждого этого состояния в свою очередь есть еще два возможных энергетических состояния, которые можно запрограммировать для представления вращения, направленного вверх или вниз. Хемани и ее команда использовала чип с 20 кубитами в качестве потенциального кристалла времени. Они запустили десятки тысяч демонстраций, точно настраивая состояния, пока полоса алюминия не превратилась в кристалл времени.

“Эти результаты устанавливают масштабируемый подход к изучению неравновесных фаз материи на современных квантовых процессорах”.

Иными словами, в отчете говорится, что команда, использовавшая гугловский квантовый компьютер, доказала практическую возможность создавать кристаллы времени. 

Вы не поверите, но это было самое простое. Теперь они должны решить, что со всем этим делать. Варп-привод для двигателей звездолетов? Между прочим, да. Это одна из возможностей. Однако пока что есть один большой недостаток – революционное исследование еще не было рассмотрено коллегами по всему миру и рецензии еще нет.

Пройдет ли он научный тест на состоятельность? 

Это покажет время и его кристаллы.

Читайте также: Наш “здравый” взгляд на время может быть ложным


Подпишитесь и получайте свежие статьи первыми