Научници су експлодирали атоме Фибоначијевим ласером како би створили "додатну" димензију времена. Нова фаза
Зашто су квантна мерења јединствена?
Обични рачунари користе битове (0 и 1) зачине основу за све прорачуне. Али квантни рачунари су дизајнирани да користе кубите, који такође могу постојати у стању 0 или 1. Али ту се сличности завршавају. Захваљујући бизарним законима квантног света, кубити могу постојати у комбинацији или суперпозицији стања 0 и 1 док се не измере, након чега се насумично колабирају у 0 или 1.
Ово чудно понашање је кључ снагеквантно рачунарство, јер омогућава кубитима да комуницирају једни са другима путем квантне запетљаности. Он повезује два или више кубита један са другим, повезујући се на такав начин да ће свака промена у једној честици изазвати промену у другој. Ово ће се десити чак и ако су раздвојени огромном раздаљином. Дакле, квантни рачунари могу да обављају више прорачуна истовремено, повећавајући своју рачунарску снагу експоненцијално у поређењу са класичним уређајима.
У чему је проблем?
Развој квантних рачунара кочи једаннедостатак: кубити не само да ступају у интеракцију и да се заплићу један са другим. Због чињенице да не могу бити савршено изоловани од окружења ван квантног рачунара, они ступају у интеракцију са спољашњим окружењем. Као резултат, то доводи до губитка њихових квантних својстава и информација које носе у процесу декохеренције.
Квантна физика. Оригинална слика у јавном власништву са&нбсп;Викимедијине оставе
Насловна фотографија: Берндтхаллер, ЦЦ БИ-СА 4.0, преко Викимедиа Цоммонс
Другим речима, чак и ако држите све атоме под строгом контролом, они могу изгубити своју "квантност", интеракцију са окружењем, никако онако како су научници планирали.
Постоји решење
Да се заобиђу ефекти декохеренције физикекористио посебан скуп фаза – тополошки. Квантна запетљаност не само да омогућава квантним уређајима да кодирају информације кроз појединачне статичке позиције кубита, већ и да их уткају у динамичке покрете и интеракције читавог материјала – у самом облику или топологији испреплетених стања материјала. Ово ствара "тополошки" кубит који кодира информације у облику који се састоји од више делова, а не само од једног. Ово смањује вероватноћу губитка информација по фази.
Кључни знак преласка из једне фазе удруга је нарушавање физичких симетрија — идеја да су закони физике исти за објекат у било ком тренутку у времену или простору. Као течност, молекули воде следе исте физичке законе у било којој тачки у свемиру иу свим правцима.
Али ако довољно охладите воду дапретворен у лед, његови молекули ће изабрати праве тачке дуж кристалне структуре или решетке. Одједном, молекули воде преферирају тачке у простору који заузимају, остављајући друге празне. Као резултат, просторна симетрија воде је спонтано нарушена. Ово је инспирисало научнике на нову тополошку фазу унутар квантног рачунара. Важна разлика је у томе што се у овој новој фази симетрија нарушава не у простору, већ у времену.
Како направити додатну димензију?
Физичари нису намеравали да створе фазу сатеоријску додатну димензију времена и није тражио метод који би побољшао складиштење квантних података. Уместо тога, желели су да створе нову фазу материје, облик у коме би материја могла да постоји. Наравно, поред стандардних - чврста, течна, гасовита и плазма.
У овом квантном рачунару су створили физичариникада раније виђена фаза материје која се понаша као да време има две димензије. Фаза може помоћи у заштити квантне информације од уништења много дуже од постојећих метода. Фото: Куантинуум
Почели су да стварају нову фазуКуантинуумов Х1 квантни процесор, који се састоји од 10 итербијум јона у вакуумској комори. Тамо их прецизно контролишу ласери у јонској замци. Према плану, физичари су хтели да разбију континуирану временску симетрију, дајући сваком јону у ланцу периодични трзај („експлодирајући“ их) уз помоћ ласера.
Која је суштина?
Сада, нова фаза материје створена саласери који ритмично померају низ од 10 итербијум јона омогућавају научницима да складиште информације на начин који је много отпорнији на грешке. Ово ће помоћи у развоју квантних рачунара који дуго чувају податке, а да их не искривљују. Истраживачи су изнели своје налазе у раду објављеном 20. јула у часопису Натуре.
Сада укључивање теоријске "екстра" временске димензије је потпуно другачији начин размишљања о фазама материје.
Опширније:
Рекордно избацивање короналне масе код Бетелгезеа је 400 милијарди пута веће од Сунца
Мегалодон је појео животињу величине кита убице
Еверест је пронашао трагове ДНК којих не би требало да буде