Кристалл времени может открыть новые горизонты в квантовых вычислениях

В новом эксперименте международной группе ученых удалось соединить два кристалла времени, которые могут быть полезны в квантовых вычислениях.

Кристалл времени, впервые предложенный физиком Фрэнком Вильчеком в 2012 году, представляет собой фазу материи, которая повторяется во времени, подобно тому, как структура обычного кристалла повторяется в пространстве. Это означает, что частицы в кристалле постоянно переключаются между двумя состояниями, не требуя дополнительных затрат энергии и не теряя никакой энергии.

Эти кристаллы — первые объекты, нарушившие так называемую "симметрию переноса времени" — правило в физике, согласно которому стабильный объект остается неизменным во времени. Кристаллы времени нарушают это правило, будучи одновременно стабильными и постоянно меняющимися.

Чтобы создать систему кристаллов времени, исследователи довели сверхтекучий гелий-3 (сверхтекучее состояние вещества, которое ведет себя как жидкость, но течет без трения) до одной тысячной градуса от абсолютного нуля (-273,15 C). Затем они создали два кристалла времени внутри сверхтекучей жидкости, которые образовали двухуровневую систему. Кристаллы смогли просуществовать несколько минут, что очень долго для квантового явления.

Эти двухуровневые квантовые системы можно было бы использовать как квантовый компьютер в стандартных вычислениях, что привело бы к значительному их ускорению.
Последующие исследования показали, что кристаллы времени могут существовать и при комнатной температуре. Это означает, что может быть способ заставить эту систему работать в обычных условиях и создавать квантовые вычислительные устройства.

Ученые намерены продолжить исследования в этой перспективной области.