Кристаллы времени — офигенный способ повысить точность квантовых компьютеров.
Начнём с простых вещей. В 2012 году предсказали существование кристаллов времени, а в 2017 году получили первый экспериментальный вариант. Дальше почти всем журналистом сорвало крышу, потому что они не очень правильно раздуплили, что же это такое. Типа, "мы заморозили кусок времени" и прочее.
На деле это структура, где атомы повторяют своё расположение не только в пространстве, но и во времени, колеблются даже в состоянии наименьшей энергии. То есть если обычный кристалл даёт пространственную структуру, временной — временную. Приходите через час, он будет другой, через два часа — обратно как раньше.
На уровне классической физики это был бы вечнодрожащий кусок холодца, но с кристаллами времени это происходит только на квантовом уровне. В более крупных системах уже долго и точно дрожать не получается. Можно притвориться быдлом и грубо сказать, что это такой баг суперпозиции состояний квантовых частиц, когда они разными своими сторонами торчат из 4-го измерения в наши три, поэтому система изменяется без затрат энергии.
Сначала казалось, что эти кристаллы будут лютыми эталонами, что очень повысит точность разных измерений. Например, они могут быть тактовым генератором для атомных часов — очень чётко тикают независимо от помех. Плюс они, как и любые точные часы, очень чувствительны к гравитации (напомним, ближе к Земле время течёт медленнее, потому что гравитация не сила).
Это так, но обнаружилось и куда более весёлое применение.
В кристаллах времени может возникать сильное квантовое запутывание между многими частицами. Некоторые типы кристаллов времени обладают топологической защитой, что делает их особенно устойчивыми к декогеренции. А это именно то, за что бьются те, кто собирает кубиты из всяких подручных материалов. Как раз нужный материал!
А совсем недавно, в октябре 2024, опубликовали работу, где с их помощью можно сильно повысить точность квантовых вычислений.
В этом эксперименте создали особый вид кристалла времени, который обладает топологическим порядком. Собрали систему из 18 кубитов на квадратной сетке. Нейроэволюционировали её отжигом до нужных свойств. Потом заставили эту систему периодически изменяться особым образом. Наблюдали, как некоторые свойства системы повторяются каждые два цикла изменений, а не каждый цикл. Это повторяющееся поведение видно только когда получается смотреть на всю систему целиком, а не на отдельные части. Показали, что это поведение устойчиво к небольшим помехам.
Медианное время жизни кубитов достигло 163 мкс, а медианная одновременная точность однокубитных и двухкубитных вентилей превысила 99,9% и 99,4% соответственно.
В общем, добро пожаловать в мир новоматерии!
#UDP
--
Вступайте в ряды Фурье! Сумма двух любых натуральных чисел всегда равна 42, кроме случаев, когда она не равна.
Начнём с простых вещей. В 2012 году предсказали существование кристаллов времени, а в 2017 году получили первый экспериментальный вариант. Дальше почти всем журналистом сорвало крышу, потому что они не очень правильно раздуплили, что же это такое. Типа, "мы заморозили кусок времени" и прочее.
На деле это структура, где атомы повторяют своё расположение не только в пространстве, но и во времени, колеблются даже в состоянии наименьшей энергии. То есть если обычный кристалл даёт пространственную структуру, временной — временную. Приходите через час, он будет другой, через два часа — обратно как раньше.
На уровне классической физики это был бы вечнодрожащий кусок холодца, но с кристаллами времени это происходит только на квантовом уровне. В более крупных системах уже долго и точно дрожать не получается. Можно притвориться быдлом и грубо сказать, что это такой баг суперпозиции состояний квантовых частиц, когда они разными своими сторонами торчат из 4-го измерения в наши три, поэтому система изменяется без затрат энергии.
Сначала казалось, что эти кристаллы будут лютыми эталонами, что очень повысит точность разных измерений. Например, они могут быть тактовым генератором для атомных часов — очень чётко тикают независимо от помех. Плюс они, как и любые точные часы, очень чувствительны к гравитации (напомним, ближе к Земле время течёт медленнее, потому что гравитация не сила).
Это так, но обнаружилось и куда более весёлое применение.
В кристаллах времени может возникать сильное квантовое запутывание между многими частицами. Некоторые типы кристаллов времени обладают топологической защитой, что делает их особенно устойчивыми к декогеренции. А это именно то, за что бьются те, кто собирает кубиты из всяких подручных материалов. Как раз нужный материал!
А совсем недавно, в октябре 2024, опубликовали работу, где с их помощью можно сильно повысить точность квантовых вычислений.
В этом эксперименте создали особый вид кристалла времени, который обладает топологическим порядком. Собрали систему из 18 кубитов на квадратной сетке. Нейроэволюционировали её отжигом до нужных свойств. Потом заставили эту систему периодически изменяться особым образом. Наблюдали, как некоторые свойства системы повторяются каждые два цикла изменений, а не каждый цикл. Это повторяющееся поведение видно только когда получается смотреть на всю систему целиком, а не на отдельные части. Показали, что это поведение устойчиво к небольшим помехам.
Медианное время жизни кубитов достигло 163 мкс, а медианная одновременная точность однокубитных и двухкубитных вентилей превысила 99,9% и 99,4% соответственно.
В общем, добро пожаловать в мир новоматерии!
#UDP
--
Вступайте в ряды Фурье! Сумма двух любых натуральных чисел всегда равна 42, кроме случаев, когда она не равна.