Az időkristályok és a kvantumszámítógépek jövője

Az időkristályok, amelyekben a rendkívül hideg atomok örökké ismétlődő mintázatban mozognak, forradalmasíthatják a kvantumszámítógépek technológiáját.

A hagyományos számítógépek nyomtatott áramköri lapjaihoz képest az időkristályokból készült áramköri lapok több ezer, közel abszolút nulla fokon lévő atomot tartalmaznának, ami elősegítheti a kvantumjelenségek megjelenését. A Jagelló Egyetem kutatói, Krzysztof Sacha vezetésével, már kidolgozták az ilyen áramköri lapok matematikai tervét.

Az időkristályokban az atomok ismétlődő mintázatban mozognak, hasonlatosan a hagyományos kristályok atomjainak szerkezetéhez. Ebben a rendszerben a kvantumállapotok ismétlődő mintákat hajtanak végre, és az információt qubitek formájában kódolják. A kvantumszámítógépek potenciális képessége, hogy megoldjanak olyan problémákat, amelyek a hagyományos számítógépek számára megoldhatatlanok, még nem teljesedett ki, részben a qubitek kölcsönhatásából adódó hibák miatt.

Az időkristályokban lévő qubitek azonban folyamatos mozgásban vannak, ami megkönnyítheti a kölcsönhatásukat, és csökkentheti a hibák kockázatát. Sacha szerint az időbeli nyomtatott áramköri lapok segítségével könnyebben megvalósíthatók lennének a távoli qubitek közötti kapcsolatok, ami lehetővé tenné bonyolultabb kvantumszámítógépes programok futtatását.

Az ultrahideg atomok ideálisak az időkristályok készítéséhez, mivel a kölcsönhatásaik és kvantumállapotuk nagyon pontosan szabályozhatók lézerrel és mágneses mezővel. A Swinburne műszaki egyetem és a Lancaster Egyetem kutatói szerint, ha ezeket a kvantumszámítógépeket meg lehet építeni, az nagy áttörést jelentene. A Kínai Tudományos Akadémia Egyetemének kutatója, Biao Huang szerint a már létező módszerek alkalmazása kvantumszámításokra újszerű lenne.

Jelenleg a Swinburne műszaki egyetem csapata ultrahideg káliumatomokból készít időkristályt, ami az új típusú kvantumszámítógépek megalkotásának első lépése.