Crean cristal de tiempo con orden topológico
La frontera entre la ciencia ficción y la realidad se ha difuminado aún más con la reciente creación de un cristal de tiempo en un procesador cuántico. Este logro, publicado en Nature Communications, representa un hito significativo en la física cuántica y promete revolucionar el futuro de la computación.
El equipo internacional de investigadores, liderado por físicos expertos, logró este avance utilizando qubits superconductores dispuestos en una red bidimensional, similar a un tablero de ajedrez. La clave del éxito residió en la combinación del orden topológico, conocido por su estabilidad ante perturbaciones, y las oscilaciones temporales discretas características de los cristales de tiempo.
¿Qué es un cristal de tiempo?
El concepto, introducido por Frank Wilczek en 2012, describe un sistema que repite su estado en el tiempo sin consumir energía. A diferencia de los sistemas en equilibrio térmico, los cristales de tiempo requieren sistemas cuánticos fuera de equilibrio, como los impulsados periódicamente.
Orden topológico: La clave de la estabilidad
El orden topológico es una propiedad cuántica que describe cómo las partículas se entrelazan a larga distancia, creando una interconexión global que confiere una estabilidad excepcional al sistema. Esta robustez es crucial para la computación cuántica, donde la información debe mantenerse intacta frente a errores y perturbaciones.
El experimento y sus resultados
El equipo utilizó un procesador cuántico de 18 qubits superconductores y aplicó impulsos periódicos precisos para inducir oscilaciones temporales estables. Los resultados mostraron:
* Altas fidelidades en las puertas lógicas: Superiores al 99,9% en qubits individuales.
* Oscilaciones pretermales estables: Visibles durante 20 ciclos de prueba.
* Entropía de entrelazamiento topológico: Consistente con las predicciones teóricas.
Implicaciones y futuro
Este avance abre nuevas vías para superar desafíos en la computación cuántica, como la corrección de errores y la decoherencia. Además, demuestra el potencial de los procesadores cuánticos para explorar nuevas fases de la materia.
Limitaciones actuales:
* La duración de la fase pretermal no es infinita.
* Escalar el número de qubits aumenta la complejidad.
Futuras investigaciones:
* Explorarán variantes más complejas de cristales de tiempo, incluyendo anyones no abelianos.
En resumen, la creación de este cristal de tiempo topológico marca un hito en la física cuántica, con implicaciones significativas para la computación y la ciencia de materiales.
Información adicional:
* Fuente: ChatGPT / Eugenio Fdz. - Infinito
* Publicado por: Eugenio M. Fernández Aguilar, Director de Muy Interesante Digital.
* Fecha de publicación: 28.11.2024 | 10:52
* Fecha de actualización: 4.12.2024 | 23:20
* Referencia del articulo científico: Xiang, L., Jiang, W., Bao, Z., Song, Z., Xu, S., Wang, K., Chen, J., Jin, F., Zhu, X., Zhu, Z., Shen, F., Wang, N., Zhang, C., Wu, Y., Zou, Y., Zhong, J., Cui, Z., Zhang, A., Tan, Z., et al. (2024). Long-lived topological time-crystalline order on a quantum processor. Nature Communications, 15, 8963. https://doi.org/10.1038/s41467-024-53077-9
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