Доказано, что кристаллы времени можно использовать в квантовых компьютерах
Logo
Cover

Если кристаллы времени существуют, их можно использовать в квантовых компьютерах, неоднократно утверждали физики. Исследование ученых Национального университета Сингапура — самый первый шаг к воплощению этого предсказания. Они доказали, что, сплетя воедино два разных мода кристаллов времени, можно генерировать состояния, нужные для выполнения квантовых вычислений.

Кристаллы времени привлекали внимание физиков с того момента, когда эта гипотеза была выдвинута Фрэнком Вильчеком в 2012 году. Через пять лет впервые появились доказательства их существования. Еще одно было найдено совсем недавно учеными Университета Аальто в Финляндии. Как и у обычных кристаллов, у них есть четкая структура, но не в пространстве, а во времени.

В новом исследовании физики Радитья Веда Бомантара и Цзяньбинь Гун разработали метод использования уникальных свойств кристаллов времени для квантовых вычислений. Для этого они сплели две краевые моды одного из типов кристалла времени — названного по имени итальянского физика Этторе Майораны — в сверхпроводящую цепь, сообщает Phys.org.

Причина, по которой они выбрали майорановские кристаллы, в том, что у них есть сходства с типом квазичастицы под названием неабелевы анионы, которые считаются потенциальным компонентом квантового компьютера. Благодаря этой связи с неабелевыми анионами физики доказали возможность имитации неабелевого сплетения в майорановских кристаллах времени.

Сплетение состояло из четырех этапов медленной настройки параметров системы, генерирующей майорановские кристаллы времени. С каждым шагом моды сдвигались, так что под конец эта последовательность трансформаций привела к полному возвращению к начальной конфигурации.

«Грубо говоря, сплетение — это взаимное перемещение двух частиц, — говорит Гун. — Чтобы оно состоялось, частицы должны двигаться симметрично по отношению друг к другу так, что если нарисовать их траекторию в пространстве-времени, она будет напоминать оплетку. В реальности существуют разные формы оплетки, и превращение одной в другую требует определенных операций, которые природа не может выполнять самостоятельно. В результате, если записывать информацию в этих типах сплетений, ей можно управлять (то есть, выполнять квантовые вычисления), меняя один тип на другой, не беспокоясь по поводу помех извне».