Como se dijo, ¿los físicos abrieron un portal a una dimensión de tiempo adicional?

a Científico americano, Nos dijeron El mes pasado: «Los físicos han desarrollado una técnica de corrección de errores alucinante que podría aumentar drásticamente el rendimiento de las computadoras cuánticas»:

«Es muy emocionante ver esta fase inusual en un experimento real, especialmente porque la descripción matemática se basa en una dimensión de tiempo ‘extra’ teórica», dice el miembro del equipo Philip Dumitrescu, que estaba en el Instituto Flatiron en Nueva York. Ciudad cuando se realizaron las pruebas. Un artículo que describe el trabajo fue publicado el 20 de julio en Nature.

Abrir un portal a una dimensión de tiempo adicional, incluso una teórica, suena emocionante, pero no era el plan original de los físicos. «Estábamos muy motivados para ver qué tipo de nuevas redes podrían crearse”, dijo el coautor del estudio Andrew Potter, físico cuántico de la Universidad de Columbia Británica. Fue solo después de visualizar la nueva red propuesta que los miembros del equipo se dieron cuenta de que era podría ayudar a proteger los datos procesados ​​en computadoras cuánticas de errores.

jiya meraliUna nueva fase de la materia abre un portal a una dimensión temporal adicional» a Científico americano (26 de julio de 2022)

Entonces, ¿viajar en el tiempo? Realmente no. El físico Philip Dumitrescu y colegas (The Papel (requiere una tarifa o suscripción) estudió fases de la materia y se dio cuenta de que una de ellas podría usarse como técnica de corrección de errores en computadoras cuánticas. Usaron una frecuencia de pulso que no era periódica ni aleatoria, sino que seguía secuencia Fibonacci de numeros

Físico Experimental Rob Shelton Da una explicación:

DIII-D Un trabajador dentro de un recipiente de vacío
Durante el período de mantenimiento en 2017
rswilcox 2017 (CC BY-SA 4.0)

Forman «cristales de tiempo» donde los átomos en movimiento regresan a la misma posición después de un corto período de tiempo.

Un ejemplo simple es conectar dos péndulos a un resorte para ponerlos en movimiento. Después de un tiempo, un péndulo se relaja y el otro se balancea violentamente. Pero luego el establo comienza a moverse y oscila salvajemente cuando se detiene por primera vez. Esto continúa por algún tiempo.

Si hacemos un gráfico con el tiempo en el eje x y las posiciones de los dos péndulos en el eje y, el patrón se repite con el tiempo. Este es un ejemplo de un «cristal de tiempo». Los investigadores querían hacer eso con los 11 átomos en la computadora cuántica, que actúan como «qubits» o estados cuánticos. Así que puedes pensar en ello como 11 péndulos conectados por resortes. Pero los «resortes» son en realidad dos rayos láser que los empujan.

La razón de este arreglo es que necesitamos «atrapar» 11 átomos en una función de onda coherente para realizar un cálculo cuántico. Pero la más mínima perturbación que «perturba» el estado enredado lo destruye o lo «descoherencia» en movimientos aleatorios y descoordinados.

Sin embargo, para que una computadora cuántica sea útil, el estado entrelazado debe durar lo suficiente para realizar un cálculo y leerlo. Las perturbaciones fueron muy fuertes, por lo que el estado entrelazado «decayó» muy rápidamente y se hizo efectivo.

En la última década, las personas se dieron cuenta de que podían «digitalizar» estos estados complejos al rotar un cristal o alguna simetría física a su alrededor. Entonces, como en el modelo electrónico del átomo de Bohr, sólo unas pocas ondas son del “tamaño” (o energía) adecuado para coincidir con los nodos alrededor de un objeto. Es como una cuerda para saltar. Puede tener olas de 1/2 longitud de onda con un saltador (lo cual es normal) o con manipuladores de cuerdas expertos, puede tener el doble de olas con dos saltadores. Pero no puede tener longitudes de onda de 0,75 y puentes de 1 1/2. También debería salir.

Es este efecto el que convierte las ondas suaves en unidades digitales de 1/2 longitud de onda. Este es el efecto «topológico» de envolver ondas en un conjunto de números enteros. Así es como viene «cuántico» en la mecánica cuántica (QM).

Lo que los físicos se han dado cuenta en las últimas tres décadas es que esto se aplica tanto a grandes grupos de átomos como a átomos individuales. Hay ondas que rodean un millón de átomos o un trillón de átomos, pero deben coincidir en los extremos. Esto permite crear (con grabado de silicio) patrones macroscópicos (visibles a simple vista) con distintas funciones de onda cuantizadas denominadas estados «topológicos».

Con tal función de onda, las pequeñas perturbaciones no son suficientes ohmios para empujar el estado atrapado a otro número logarítmico (mayor energía). Por lo tanto, la condición topológica es muy estable y robusta. Esto le da a una computadora cuántica la estabilidad que necesita para realizar cálculos en qubits.

Así comenzó el experimento: tomaron 11 átomos, unieron resortes y crearon un cristal de tiempo con simetría topológica (en el tiempo). Si te ayuda, piensa en las dos dimensiones de una dona como ángulos polares y acimutales. Ahora, para un cristal de tiempo, los pulsos de los dos láseres tienen retardos de tiempo, llamados fases, que conducen al inicio. Entonces creamos un cristal de tiempo de «rosquilla».

Su cristal de tiempo no funciona. Los resultados fueron confusos. Muchas perturbaciones se «cancelaron» con el tiempo o la fase del cristal y estropearon el efecto. Entonces decidieron extender la medida. Si fuera espacial, se extenderían de micras a metros, pero debido a que usan cristales de tiempo, lo que «escalan» es en realidad un largo tiempo de repetición. En los docomas de fusión nuclear, este es el «ángulo de plegado» alrededor del toro de la rosquilla. Si se eligen correctamente, se evita que los iones de hidrógeno regresen a una órbita porque llenan todas las áreas posibles de la rosquilla con la misma densidad que un hilo enrollado en un carrete.

Esto significa una protuberancia o defecto en las paredes de la rosquilla tokamak, un Tokamak Una cámara de vacío en forma de rosquilla: afecta al átomo de hidrógeno solo una vez y no resuena ni agrega perturbaciones a cada orbital. Entonces, con dos láseres, crearon un cristal de sincronización donde las fases o la sincronización de los dos pulsos láser ajustaron el «ángulo de plegado» en el tiempo. Cuando descubrieron estos ángulos de plegamiento de «repetición larga», descubrieron que sus estados entrelazados duraban más, lo que hacía posible una computadora cuántica que usara átomos para qubits.

Descubrieron una técnica eficaz de corrección de errores que podría ayudar en el desarrollo de computadoras cuánticas, pero que en realidad no era un portal a una dimensión de tiempo extra. Necesita ciencia ficción.


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