Физики только что сделали большой шаг в сторону квантовых устройств: они объединили кристаллы времени в единую развивающуюся систему, которая может быть невероятно полезна в квантовых вычислениях.
Кристаллы времени официально открыли только несколько лет назад, ранее считалось, что их физически невозможно создать. Кристаллы времени — это фаза вещества, которая очень похожая на обычные кристаллы, но она обладает одним дополнительным особым свойством.
В обычных кристаллах атомы расположены в фиксированной трехмерной решетке, например, она есть у алмаза или кварца. Эти повторяющиеся решетки могут отличаться по конфигурации, но любое движение происходит исключительно под воздействием внешней силы.
В кристаллах времени атомы ведут себя немного по-другому. Они демонстрируют паттерны движения во времени, и это происходит не из-из внешних толчков. Эти колебания, которые называют тиканьем, происходят с определенной частотой.
Теоретически кристаллы времени тикают в своем минимально возможном энергетическом состоянии, — это их основное состояние. Поэтому они стабильны и когерентны в течение долгого времени. В итоге структура обычных кристаллов имеет повторяющиеся паттерны в пространстве, а у кристаллов времени она повторяется и в пространстве, и во времени.
Кристаллы времени, с которыми работали авторы нового исследования, состоят из квазичастиц, называющихся магнонами. Магноны — это не настоящие частицы, но они состоят из коллективного возбуждения спина электронов. Это похоже на волну, которая распространяется через решетку спинов.
Магноны возникают, когда гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами и всего одним нейтроном — охлаждается до одной десятитысячной от абсолютного нуля. Это создает В-фазную сверхтекучую жидкость — это жидкость с нулевой вязкостью и низким давлением.
Когда два кристалла прикоснулись друг к другу, они обменялись магнонами. Этот обмен повлиял на колебания каждого из кристаллов времени. В результате получилась система, которая работает сразу в двух дискретных состояниях.
Именно это состояние кристаллов времени может стать основой для создания квантового компьютера.
Читать далее
Диагноз за минуту: как ИТ меняет здравоохранение
Ученые нашли самое большое растение: его длина 180 км, а возраст около 4,5 тыс. лет
Оспа обезьян становится глобальным вирусом: почему она передается так быстро