1760616776
2025-10-16 12:04:00
Исследователи факультета прикладной физики Университета Аалто впервые соединили кристаллы времени с другой системой, внешней по отношению к себе.
В исследовании описывается, как команда превратила кристалл времени в оптико-механическую систему, которую можно было использовать для разрабатывать такие вещи, как чрезвычайно точные датчики или системы памяти для квантовых компьютеров, значительно увеличивая их мощность.
Джере Мякинен, руководивший исследованием, объяснил: «Вечное движение возможно в квантовом мире до тех пор, пока оно не нарушается входом внешней энергии, например, наблюдением за ним.
“Именно поэтому кристаллы времени никогда раньше не были подключены к какой-либо внешней системе. Однако мы сделали именно это и также впервые показали, что с помощью этого метода можно регулировать свойства кристалла”.
Краткая история кристаллов времени
Сверкающий кусок кристалла приобретает переливы благодаря очень регулярной атомной структуре. Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике 2012 года, предположил, что квантовые системы могут конструироваться таким же образом, но во времени, а не в пространстве.
Он назвал такие системы кристаллами времени, определив их по их минимально возможному энергетическому состоянию, которое постоянно повторяет движения без подвода внешней энергии.
Поэтому в 2016 году экспериментально было доказано существование этих кристаллов.
Наблюдение за изменениями частоты кристаллов времени
Исследователи использовали радиоволны для накачки магнонов в сверхтекучий гелий-3, охлажденный почти до абсолютного нуля.
Когда команда выключила насос, магноны образовали кристалл времени, который оставался в движении беспрецедентно долго, продолжаясь до 108 циклов или нескольких минут, прежде чем затухнуть до уровня, который исследователи больше не могли наблюдать.
В процессе затухания кристалл подключался к ближайшему механическому генератору способом, определяемым частотой и амплитудой генератора.
«Мы показали, что изменения частоты временного кристалла полностью аналогичны оптомеханическим явлениям, широко известным в физике», — заявил Мякинен.
«Это те же явления, которые используются, например, при обнаружении гравитационных волн в Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории в США.
«Уменьшив потери энергии и увеличив частоту этого механического генератора, нашу установку можно оптимизировать, чтобы достичь границы квантового мира».
Последствия для квантовых вычислений
Это исследование показывает, что кристаллы времени могут значительно улучшить возможности квантовых вычислений и зондирования.
Мякинен заключил: “Кристаллы времени служат на несколько порядков дольше, чем квантовые системы, используемые в настоящее время в квантовых вычислениях. В лучшем случае они могли бы привести в действие системы памяти квантовых компьютеров, чтобы значительно улучшить их”.
«Их также можно использовать в качестве частотных гребенок, которые используются в чрезвычайно высокочувствительных измерительных устройствах в качестве эталонов частоты».
#Как #кристаллы #времени #могут #привести #действие #продвинутые #квантовые #компьютеры
Ещё по этой теме
