Dodajte malo kreme u jutarnju kafu i oblaci bele tečnosti će se kovitlati oko vaše šoljice. Ali dajte nekoliko sekundi, i ti vrtlozi će nestati, ostavljajući vam običnu šolju braon tečnosti.
Nešto slično se dešava u kvantnim kompjuterskim čipovima — uređajima koji koriste čudna svojstva univerzuma u najmanjim razmerama — gde informacije mogu brzo da se mešaju, ograničavajući memorijske mogućnosti ovih alata.
To ne mora biti slučaj, rekao je Rahul Nandkishore, vanredni profesor fizike na Univerzitetu Kolorado Boulder.
U novom udaru za teorijsku fiziku, on i njegove kolege su koristili matematiku da pokažu da naučnici mogu stvoriti, u suštini, scenario u kojem se mleko i kafa nikada ne mešaju – bez obzira koliko ih jako mešate.
Nalazi grupe mogu dovesti do novog napretka u kvantnim kompjuterskim čipovima, potencijalno pružajući inženjerima nove načine skladištenja informacija u neverovatno sićušnim objektima.
„Zamislite početne šare kovitlanja koje se pojavljuju kada dodate kremu u jutarnju kafu“, rekao je Nandkishore, stariji autor nove studije. „Zamislite da ovi obrasci nastave da se vrte i plešu bez obzira koliko dugo ste gledali.“
Istraživači i dalje moraju da izvode eksperimente u laboratoriji kako bi bili sigurni da su ovi beskrajni vrtlozi zaista mogući. Ali rezultati grupe su veliki korak napred za fizičare koji žele da stvore materijale koji ostaju van ravnoteže, ili ravnoteže, tokom dugih vremenskih perioda – potraga poznata kao „kršenje ergodičnosti“.
Nalazi tima objavljeni su ove nedelje u najnovijem izdanju Phisical Reviev Letters.
Studija, koja uključuje koautore Dejvida Stivena i Olivera Harta, postdoktorske istraživače fizike na CU Boulderu, zavisi od uobičajenog problema u kvantnom računarstvu.
Normalni računari rade na „bitovima“, koji imaju oblik nula ili jedinica. Nandkishore je objasnio da kvantni računari, nasuprot tome, koriste „kubite“, koji mogu postojati kao nula, jedan ili, zbog neobičnosti kvantne fizike, nula i jedan u isto vreme. Inženjeri su napravili kubite od širokog spektra stvari, uključujući pojedinačne atome zarobljene laserima ili sićušnim uređajima zvanim superprovodnici.
Ali baš kao i ta šoljica kafe, kubiti se mogu lako pomešati. Ako okrenete, na primer, sve svoje kubite na jedan, oni će se na kraju okretati napred-nazad sve dok ceo čip ne postane neorganizovani nered.
U novom istraživanju, Nandkishore i njegove kolege su možda smislili način da zaobiđu tu tendenciju ka mešanju. Grupa je izračunala da ako naučnici poređaju kubite u određene obrasce, ovi skupovi će zadržati svoje informacije – čak i ako ih poremetite pomoću magnetnog polja ili sličnog poremećaja. To bi, rekao je fizičar, omogućilo inženjerima da grade uređaje sa nekom vrstom kvantne memorije.
„Ovo bi mogao biti način čuvanja informacija“, rekao je on. „U ove obrasce biste upisali informacije, a informacije se ne bi mogle degradirati.“
