호주의 물리학 자들은 레코드 크기의 시간 결정, 즉 실제 결정에서 반복되는 공간 패턴과 다소 비슷한 양자 입자 시스템을 만들거나 적어도 시뮬레이션하기 위해 전 세계의 양자 컴퓨터를 프로그래밍했습니다.
.새로운 시간 결정은 57 개의 양자 입자로 구성되며, 작년 Google의 과학자들이 시뮬레이션 한 20 입자 시간 크리스탈 크기의 두 배 이상의 크기입니다. 이 작업에 관여하지 않은 Microsoft의 응축 물리학자인 Chetan Nayak은 기존의 컴퓨터가 시뮬레이션 할 수 없을 정도로 너무 큽니다. "그래서 그것은 확실히 중요한 발전입니다." 이 작업은 물리학 자의 이론에만 존재할 수있는 복잡한 시스템을 시뮬레이션하기위한 양자 컴퓨터의 힘을 보여줍니다.
매사추세츠 공과 대학 (Massachusetts Institute of Technology)의 노벨상을 수상한 이론적 물리학자인 프랭크 윌크 제크 (Frank Wilczek)가 평범한 크리스탈의 공간적 원자 패턴에 대해 생각해 보았을 때 10 년 전 시간의 개념이 나타났습니다. 패턴은 어디에서 왔습니까? 원자들 사이의 힘에 대한 방정식에 의해 명시 적으로 지정되지 않으며, 이는 원자가 같은 확률을 가진 어느 곳에서나가 될 수있는 것으로 보입니다. 오히려, 원자가 충분히 식면 자발적으로 나타납니다. 일단 원자 중 일부가 서로 옆에 둥지를 틀고 다음 원자의 위치가 예측 가능해지고 힘에만 암시적인 패턴이 나타납니다.
Wilczek은 비슷한 일이 제 시간에 일어날 수 있는지 궁금해했습니다. 그는 시간이 다르지 않은 힘을 통해 상호 작용하는 양자 입자 시스템을 구상했으며, 어쨌든 최소한의 에너지 상태에서도 주기적 진화를 실행할 수있었습니다. 그것은 불가능한 것으로 판명되었습니다. 그러나 2016 년에 두 그룹의 다른 그룹은 일부 외부 자극에 의해 반복적으로 자극 된 시스템을 고려함으로써 개념을 부활시켰다. 올바른 조건에서, 그들은 자극과 다른 빈도로 반복되는 시간이 지남에 따라 변화의 패턴에 잠길 수 있음을 발견했습니다. 낮은 주파수 응답은 시간 결정의 시그니처입니다.
이 시스템은 작은 양자 기계식 자석의 체인으로 구성되며, 위쪽, 아래로, 또는 이상한 양자 역학의 이상한 규칙 덕분에 한 번에 두 가지 방식으로 두 가지 방식으로 구성됩니다. 체인에서, 인접한 자석은 에너지를 낮추기 위해 반대 방향으로 정렬되는 반면, 무작위로 선택된 로컬 자기장은 각 자석이 더 한 방향 또는 다른 방법을 가리키는 경향이 있습니다. 자기 펄스의 꾸준한 스트림은 또한 주기적으로 자석을 아래로, 그 반대를 그 반대로 뒤집습니다. 아이디어는 올바른 조건에서 두 펄스마다 한 번 자석의 구성이 계속 뒤집어 질 것입니다. 실험자들은 다이아몬드의 전자에서 Quantum Computer에서 Quantum Bits 또는 Qubits에 잡힌 이온에 이르기까지 시스템의 아이디어를 보여주었습니다.
.이제 멜버른 대학교의 이론가 인 Philipp Frey와 Stephan Rachel은 훨씬 더 큰 큐 비트 데모를 제공합니다. 그들은 미국에서 IBM이 제작하고 운영하는 양자 컴퓨터를 사용하여 원격으로 시뮬레이션을 수행했습니다. 한 번에 0, 1 또는 1 및 0으로 설정할 수있는 큐 비트는 자석처럼 상호 작용하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 연구원들은 상호 작용의 특정 설정에 대해 01101101110과 같은 57 개의 큐 비트의 초기 설정이 안정적으로 남아 있으며, 두 펄스마다 원래 상태로 돌아가고 있다고 연구원들은 오늘 Science Advances 에서보고합니다. .
처음에는 홍당무에, 그 관찰은 압도적 인 것처럼 보일 수 있습니다. 결국, 자석이 상호 작용하지 않으면 각 맥박은 180 °를 뒤집어이 반 주파수 응답을 정확하게 만듭니다. 그러나 시스템을 시간 결정으로 만드는 것은 자석 간의 상호 작용이 패턴을 안정화시키는 방식이라고 하버드 대학교 (Harvard University)의 요약 된 물질 이론가 인 도미니크 엑스트 (Dominic Else)는 설명합니다. 따라서 시스템은 스핀을 끝까지 뒤집을만큼 길지 않은 펄스와 같은 결함에 면역이됩니다. "이것은 많은 신체 상호 작용에 의해 안정화되는 물질의 단계입니다."라고 말합니다.
.흥미롭게도 자석의 상호 작용의 강도를 높이는 것만으로는 충분하지 않습니다. Rachel은 상호 작용은 한 쌍의 이웃에서 다음 이웃마다 무작위로 변해야한다고 설명했다. 모든 자석이 동일한 강도와 상호 작용하면, 한 자석이 잘못되면 다른 자석이 체인 아래로 잘못된 길을 뒤집을 수 있다고 그는 설명합니다. 무작위성은 실제로 그러한 실수가 확산되는 것을 막고 시간 결정을 안정화 시킨다고 Rachel은 말합니다.
.100 명 이상의 연구원이 Google 시뮬레이션에서 작업 한 반면 Frey와 Rachel은 혼자 더 큰 데모를 수행하여 인터넷을 통해 IBM 컴퓨터에 제출했습니다. Rachel은“저와 저의 대학원생이자 노트북이었습니다.”라고 Rachel은“Philipp은 훌륭합니다!”라고 덧붙였습니다. 그는 전체 프로젝트에 약 6 개월이 걸렸다 고 추정했다.
레이첼은 시연이 완벽하지는 않다고 말했다. 그는 뒤집기 패턴은 무기한 지속되어야한다고 말하지만 IBM 기계의 큐 비트는 약 50 사이클을 시뮬레이션 할 수있을 정도로 긴 상태 만 유지할 수 있다고 말했다. 궁극적으로, 상호 작용의 안정화 효과는 양자 컴퓨터를위한 일종의 메모리에 큐브 스트링의 상태를 저장하는 데 사용될 수 있지만, 그러한 사전이 필요하다는 것을 깨닫는 것은 무엇입니까? - 시간.
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