電気が水晶を通過すると、インパルスが生成され、それによってクロックを調整できます。 一方、時間の結晶を溶かし始めたので、人は宇宙の最も深い秘密に侵入することができます。
日本の研究者チームは、時間の結晶のように配置された粒子の量子基盤が、人間の脳からインターネットまで、崩壊するにつれて、理論的にはかなり複雑なネットワークを表すために使用できることを示しました。
「古典的な世界では、膨大な計算能力が必要だったため、これは不可能でした」と、東京の国立情報研究所(NII)の量子コンピューティングエンジニアであるマーサエスタレラスは言います。
「私たちは、量子プロセスを表現および理解するための新しい方法を提供するだけでなく、量子コンピューターを見る新しい方法も提供しています。」
それらが2012年にノーベルの受賞者であるフランク・ウィルチェクによって最初に理論的に記述されて以来、タイムクリスタルは物理学のまさに基礎に挑戦してきました。
新しい物質状態のバージョンは、永続的な動きに疑わしいほど似ています。粒子は、エネルギーを消費したり失ったりすることなく定期的に再配置され、時間内に繰り返されます。
これは、それらの構成原子によって共有される熱エネルギーがバックグラウンドと正確に平衡になることができないという事実によるものです。
それは、テーブルの上にどれだけ長く置いても、環境よりも少し熱いままでいる熱いお茶のようなものです。 ただ、これらの刻々と変化する物質の塊のエネルギーは他の場所では使用できないため、時間結晶の理論は物理的な法則に違反することを回避します。
ほんの数年前、実験物理学者は、レーザーで照らされたときに、絡み合った電子スピンがこのように平衡状態から外れるように、イテルビウムイオンの線をうまく配置しました。
同様の動作が他の材料でも観察されており、絡み合った粒子システムで量子相互作用がどのように発生するかについての新しい洞察が得られています。
クリスタルのような振る舞いが時間があることを知っているのは良いことです。 次の質問は、それらの独自性を実用的な何かに使用できるかということです。
新しい研究では、一連のツールを使用してタイムクリスタルの位置の潜在的な変化をマッピングし(下のビデオに示すように)、研究者はタイムクリスタルデバイスの離散的な破壊(溶融)が非常に複雑なネットワークのカテゴリをどのように模倣するかを示しました。
「このタイプのネットワークは規則的でもランダムでもありませんが、多くの生物学的、社会的、技術的システムに見られる重要なトポロジー構造を含んでいます」と研究者たちは報告書に書いています。
スーパーコンピューターでこのような複雑なシステムをシミュレートするには、可能であれば、非現実的に長い時間と、かなりの量の機器とエネルギーが必要になる可能性があります。
ただし、量子コンピューティングは、まったく異なる計算方法に基づいています。つまり、測定前に「キュービット」と呼ばれる物質の状態に固有の確率の数学を使用します。
前後に揺れるタイムクリスタルとして配置されたキュービットの正しい組み合わせは、ニューロンの巨大なネットワーク、分子間の量子関係、または世界中で相互に通信するコンピューターを通過する信号を表すことができます。
「このマルチキュービット方式を使用すると、世界中のインターネット全体のサイズの複雑なネットワークをモデル化できます」と、NIIの理論物理学者である根本加恵氏は言います。
タイムクリスタルについて学んでいることをこの進化するテクノロジーに適用することで、新薬から将来のコミュニケーションまで、あらゆるものをマッピングおよびモデリングするまったく新しい方法が得られる可能性があります。
とはいえ、この新しい状態の可能性にはほとんど触れません。 このような研究に基づいて、量子コンピューティングの未来に関しては、時間が私たちの側にあると確信することができます。
この研究はScienceAdvancesに掲載されています。
