Elektrik bir kuvars kristalinden geçtiğinde, saati ayarlayabileceğiniz bir darbe üretilir. Öte yandan, zamanın kristalini eritmeye başlayan kişi, Evrenin en derin sırlarına girebilir.
Japonya'daki bir araştırma ekibi, zaman kristalleri gibi düzenlenmiş parçacıkların kuantum temellerinin teorik olarak insan beyninden İnternet'e kadar, parçalandıkça oldukça karmaşık ağları temsil etmek için kullanılabileceğini gösterdi.
Tokyo'daki Ulusal Bilişim Enstitüsü'nde (NII) kuantum hesaplama mühendisi olan Martha Estarellas, “Klasik dünyada, bu mümkün olamazdı, çünkü çok büyük miktarda hesaplama gücü gerektirecekti” diyor.
“Sadece kuantum süreçlerini temsil etmek ve anlamak için yeni bir yol değil, aynı zamanda kuantum bilgisayarlara yeni bir bakış yolu da sunuyoruz.”
İlk kez 2012'de Nobel ödüllü Frank Wilczek tarafından teorik olarak tanımlandığından beri, zaman kristalleri fiziğin temellerine meydan okudu.
Maddenin yeni halinin versiyonu şüpheli bir şekilde sürekli harekete benzer – parçacıklar enerji tüketmeden veya kaybetmeden periyodik olarak yeniden düzenlenir ve zamanla kendilerini tekrarlar.
Bunun nedeni, bileşen atomlarının paylaştığı termal enerjinin arka planla tam olarak dengeye gelememesidir.
Masanızda ne kadar uzun olursa olsun ortamdan biraz daha sıcak kalan bir fincan sıcak çaya benzer. Ancak, bu tıklamalı madde kümelerindeki enerji başka bir yerde kullanılamayacağından, zaman kristalleri teorisi herhangi bir fiziksel yasayı ihlal etmekten kaçınır.
Sadece birkaç yıl önce, deneysel fizikçiler iterbiyum iyonlarının çizgisini, bir lazerle aydınlatıldığında, dolaşan elektron spinleri bu şekilde dengeden atılacak şekilde başarıyla konumlandırdılar.
Karışık parçacık sistemlerinde kuantum etkileşimlerinin nasıl gelişebileceğine dair yeni bilgiler sağlayan diğer materyallerde de benzer davranış gözlemlendi.
Zaman kristali benzeri bir davranış olduğunu bilmek iyidir. Bir sonraki soru şudur: onların benzersizliğini pratik bir şey için kullanabilir miyiz?
Araştırmacılar, bir zaman kristalinin konumundaki potansiyel değişiklikleri haritalamak için bir dizi araç kullanan yeni bir çalışmada (aşağıdaki videoda gösterildiği gibi), bir zaman kristali aygıtının ayrı ayrı yok edilmesinin – onu eritmenin – oldukça karmaşık bir ağ kategorisini nasıl taklit ettiğini gösterdi.
Araştırmacılar raporlarında “Bu tür ağlar düzenli veya rastgele değil, ancak birçok biyolojik, sosyal ve teknolojik sistemde bulunan önemsiz olmayan topolojik yapılar içeriyor” diye yazıyorlar.
Böyle karmaşık bir sistemi bir süper bilgisayarda simüle etmek, mümkünse pratik olmayan uzun süreler ve önemli miktarda ekipman ve enerji gerektirebilir.
Bununla birlikte, kuantum hesaplama, hesaplama yapmanın tamamen farklı bir yoluna dayanır – ölçümden önce 'kübit' olarak adlandırılan maddenin hallerinde bulunan olasılığın matematiğini kullanarak.
İleri geri sallanan zaman kristalleri olarak düzenlenen doğru kübit kombinasyonu, devasa nöron ağları, moleküller arasındaki kuantum ilişkileri veya dünya çapında birbirleriyle iletişim kuran bilgisayarlar aracılığıyla seyahat eden sinyalleri temsil edebilir.
NII teorik fizikçi Kae Nemoto, “Bu çoklu kübit yöntemini kullanarak, karmaşık bir ağı tüm İnternet'in büyüklüğünde modelleyebilirsiniz” diyor.
Zaman kristalleri hakkında öğrendiklerimizi bu gelişen teknoloji biçimine uygulamak, bize yeni ilaçlardan gelecekteki iletişimlere kadar her şeyi haritalamanın ve modellemenin yepyeni bir yolunu verebilir.
Öyle olsa bile, maddenin bu yeni halinin potansiyeline neredeyse hiç dokunmuyoruz. Bunun gibi araştırmalara dayanarak, kuantum hesaplamanın geleceği söz konusu olduğunda zamanın bizim tarafımızda olduğundan emin olabiliriz.
Araştırma, Science Advances dergisinde yayınlandı.
