Hinweis: Im nächsten Thema, das Sie lesen werden, erfahren Sie Folgendes: Google erstellt einen Zeitkristall in einem Quantencomputer
Google-Wissenschaftler behaupten in einer neuen Forschungsarbeit, dass sie einen Quantenprozessor für eine nützliche wissenschaftliche Anwendung verwendet haben: die Beobachtung eines echten Zeitkristalls. Sie behaupten, dass ihre Ergebnisse einen „skalierbaren Ansatz“ für die Untersuchung von Zeitkristallen in heutigen Quantenprozessoren darstellen. Laut ZDNet befindet sich das Papier noch im Vordruck und bedarf noch der Begutachtung durch Fachkollegen.
Lassen Sie uns zunächst diskutieren, was der „Zeitkristall“ eigentlich ist. Zeitkristalle sind nichts weniger als eine neue „Phase der Materie“, wie die Forscher es ausdrücken, und die seit einigen Jahren als neuer Zustand theoretisiert wird, der möglicherweise in die Reihe der Festkörper, Flüssigkeiten, Gase, Kristalle usw. aufgenommen werden könnte
Erstaunliche Entdeckung: Google erstellt einen Zeitkristall auf einem Quantencomputer
Um zu verstehen, warum Zeitkristalle interessant sind, sind ein wenig Kenntnisse der Physik erforderlich. Es basiert auf dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass Systeme von Natur aus dazu neigen, sich in einem Zustand einzupendeln, der als „maximale Entropie“ bekannt ist.
Nehmen wir zum besseren Verständnis ein Beispiel: Wenn Sie etwas Milch in eine Tasse Kaffee gießen, löst sich die Milch schließlich im Kaffee auf, anstatt oben zu bleiben, wodurch das Gesamtsystem ins Gleichgewicht kommt. Dies liegt daran, dass es viel mehr Möglichkeiten gibt, den Kaffee zufällig im Kaffee zu verteilen, als ihn sauberer auf der Tasse zu verteilen.
Dieser unwiderstehliche Drang zum thermischen Gleichgewicht, wie er im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik beschrieben wird, spiegelt die Tatsache wider, dass alle Dinge dazu neigen, sich in weniger nützliche Zufallszustände zu bewegen. Mit der Zeit degenerieren Systeme unweigerlich zu Chaos und Unordnung, also Entropie.
Andererseits sind Zeitkristalle im thermischen Gleichgewicht nicht stabil. Sie bleiben in zwei Hochenergiekonfigurationen stecken, zwischen denen sie wechseln, und dieser Hin- und Her-Prozess kann ewig dauern.
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Zeitkristalle sind seit 2012 ein Thema von Interesse, als der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete MIT-Professor Frank Wilczek begann, über sie nachzudenken. Seitdem wurde die Theorie viele Male geleugnet, diskutiert und widersprochen.
Als Zeitkristall verwendeten Google-Forscher einen Chip mit 20 Qubits
Bisher wurden verschiedene Versuche unternommen, Zeitkristalle herzustellen und zu beobachten, mit unterschiedlichem Erfolg. Letzten Monat veröffentlichte ein Team der Technischen Universität Delft in den Niederlanden einen Vorabdruck, der zeigt, dass sie einen Zeitkristall in einem Diamantprozessor gebaut haben. Aber das war ein kleineres System als das von Google behauptete.
Laut von Keyserlingk, Professor an der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Birmingham, nutzten die Google-Forscher einen Chip mit 20 Qubits als Zeitkristall. Er erklärte auch, dass es einfach sei, etwa 10 Qubits mit einem Laptop zu simulieren. Wenn man mehr hinzufügt, stößt man bald an die Grenzen der aktuellen Hardware: Jedes zusätzliche Qubit benötigt exponentiell viel Speicher.
Es dauert immer noch lange, ein ultimatives nützliches Werkzeug für Zeitkristalle zu finden. Sobald diese Technologie jedoch implementiert ist, wird sie die klassischen Computer revolutionieren.
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Quelle: ZDnet
