Ученые из Китая и США впервые превратили квантовый компьютер в состояние материи, известное как временной кристалл. Это открытие может стать важным шагом на пути к улучшению стабильности квантовых компьютеров. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Временные кристаллы — это структуры, которые повторяются не только в пространстве, как обычные кристаллы, но и во времени.
Они колеблются, переходя из одного состояния в другое без внешнего воздействия, сохраняя при этом минимальный уровень энергии. Эти колебания распространяются по всей системе, оставаясь согласованными, даже если отдельные части системы подвергаются локальным помехам.Такое поведение связано с уникальной организацией квантовой запутанности между частицами, которая защищает колебания от разрушения. Данный эффект был предсказан физиком Франком Вильчеком в 2012 году и долгое время считался невозможным, пока не был доказан экспериментально.
Квантовые компьютеры используют квантовые единицы информации — кубиты, которые могут находиться в суперпозиции состояний ("0" и "1" одновременно). Это позволяет решать сложные задачи, недоступные для классических компьютеров. Однако увеличение числа кубитов приводит к росту ошибок из-за взаимодействия с окружающей средой.
Исследователи настроили квантовый процессор таким образом, чтобы он вел себя как временной кристалл. Так ученые смогли создать систему, менее подверженную внешним помехам.
Созданная система продемонстрировала стабильность даже при симуляции внешнего шума, что подтверждает возможность использования временных кристаллов для коррекции ошибок в квантовых вычислениях.
Исследование не только открывает новые горизонты для разработки более стабильных квантовых компьютеров, но и предлагает новый способ изучения неравновесных состояний материи. Временные кристаллы, ранее считавшиеся исключительно теоретической концепцией, могут стать основой для технологий будущего.
Свежие комментарии