Управление пространством-временем поможет создать квантовые компьютеры нового поколения, - ученые
Пока полезность воздействия на пространство и время внутри квантовых систем доказано лишь теоретически, но в будущем исследователи планируют подчинить их на практике.
Физики из Великобритании и Норвегии описали, как можно управлять пространством и временем для создания новых квантовых компьютеров. Они опубликовали свое исследование в журнале Communications Physics.
Чарльз Даунинг из Эксетерского Университета и Васил Сарока из Норвежского Университета Науки и Технологий в Тронхейме выдвинули теорию, согласно которой пространственное отражение и симметрия обращения времени помогает лучше контролировать перенос данных в квантовых материалах. Они предложили использовать цепочки специальных резонаторов для разработки будущих квантовых устройств, полагающихся на корреляцию — взаимосвязь между случайными величинами.
В физике выделяют открытые и закрытые системы. Первые сильно подвержены воздействию внешней среды и теряют энергию, тогда как вторые сохраняют ее внутри себя. Когда энергия, поступающая в систему и выходящая из нее, точно сбалансирована, возникает промежуточное состояние между ее входом и выходом. Такое равновесие может возникнуть, когда система подчиняется симметрии пространства и времени. Иными словами, она остается практически неизменной при "перемещении" в прошлое или будущее.
Чарльз Даунинг и Васил Сарока определили фазы квантовой цепочки резонаторов, в которых они будут находиться в пространственно-временной симметрии. В основном выделяют две фазы: тривиальная (ожидаемая) и нетривиальная (неожиданная), граница между ними отмечена особой точкой исключения. Ученые нашли расположение точек исключений с произвольным числом резонаторов и получили представление о масштабах квантовых систем, которые подчиняются правилам симметрии.
Отмечается, что нетривиальная фаза допускает нетрадиционные эффекты перемещения частиц и сильные квантовые корреляции, которые позволяют управлять фотонами: создавать и перемещать частицы света размером около нанометра (миллиардная доля метра, — ред.). По мнению ученых, если создать технологию, основывающуюся на вышеописанном методе управления фотонами, можно будет создавать фотонные устройства нового поколения.
"Мы надеемся, что наша теоретическая работа сможет вдохновить на дальнейшие экспериментальные исследования в этой захватывающей области физики", — прокомментировал Васил Сарока.
Ранее писали, как устроены новейшие квантовые компьютеры и когда они завоюют превосходство над электронными. Процессор на основе квантовых частиц, кубитов, за час может выполнить работу, которая у самой мощной полупроводниковой системы займет около восьми лет.