jueves,7 julio 2022
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Cristales de tiempo y procesador fotónico aceleran la revolución del ordenador cuántico y abren nueva fase y dimension de la materia

Díez años han bastado para probar la hipótesis de que existen los cristales de tiempo, que añaden esta dimensión temporal como cuarta a la simetría tridimensional vista en los cristales tradicionales, porque a diferencia de estos los componen átomos en movimiento que se comportan así como las partículas cuánticas y formar un sistema binario o de dos cuerpos. Su hallazgo podría revolucionar la física y la computación cuántica, por cuya hegemonía compiten China y los EEUU, pues podrían podrían usarse para construir ordenadoras cuánticos que funcionen a temperatura ambiente.

El hallazgo ha sido liderado sin embargo por científicos europeos del Departamento de Física de la britanica Universidad de Lancaster. Esta confirmó ha confirmado en un comunicado que para ello enfriaron helio-3 superfluido a -273,15 centígrados, una diezmilésima de grado del cero absoluto (0,0001 K), crearon los dos cristales de tiempo dentro del superfluido y los pusieron en contacto, para luego comprobar que los dos cristales  interactuaban como lo describe la física cuántica.

Esta esperanza de aproximar la supercomputación cuántica se publica al  dia siguiente a de que un equipo canadiense capitaneado por Jonathan Lavoie ha conseguido crear un procesador fotónico cuántico, llamado Borealis, capaz de resolver en 36 microsegundos un problema que al ordenador más avanzado le llevaría más de 9.000 años completar, según las conclusiones publicadas en la revista ‘Nature ‘.

El descubrimiento europeo, publicado al mismo tiempo en Nature Communications, muestra que no solo se pueden crear cristales de tiempo, sino que tienen potencial para convertirse en dispositivos útiles, aplicables a la supercomputación cuántica. Se trata del mismo equipo que presenció recientemente la primera interacción de la nueva fase de la materia predicha en 2012 por el Premio Nobel de Física, Frank Wilczek, cuya estructura atómica se repetiria a través del espacio y a través del tiempo.

Hace 6 meses investigadores de Stanford y  Google Quamtum IA y el  Max Planck Institute for Physics of Complex Systems and Oxford University anunciaron en un comunicado estos cristales de tiempo como lla creación de una nueva fase de la materia, que abre además oportunidades a la computación cuántica y a explorar nuevos regímenes en el campo de la física de la materia condensada, perspectiva macroscópicas de la materia. Ello muy cerca del equipo del Impetiaal College que se acercó hace e 8 años a la transformación de la luz en materia y a  las varias formas en que la luz y la materia interactúan en la Naturaleza.

Durante mucho tiempo se creyó que los cristales de tiempo eran imposibles porque están hechos de átomos en movimiento sin fin, a diferencia de un cristal estándar, como los metales o las rocas, integrados por átomos dispuestos en un patrón que se repite regularmente en el espacio. Fueron teorizados por primera vez en 2012 por el premio Nobel Frank Wilczek e identificados en 2016, los cristales de tiempo exhiben la extraña propiedad de estar en movimiento constante y repetitivo en el tiempo a pesar de que no hay una entrada externa. Sus átomos están constantemente oscilando, girando o moviéndose primero en una dirección y luego en la otra.

El Dr. Samuli Autti, miembro del EPSRC y autor principal del Departamento de Física de la Universidad de Lancaster, explicó: Todo el mundo sabe que las máquinas de movimiento perpetuo son imposibles. Sin embargo, en la física cuántica el movimiento perpetuo está bien siempre y cuando mantengamos los ojos cerrados. Escabulléndonos por esta grieta podemos hacer cristales de tiempo. Aludía así a la famosa paradoja del gato de Schrödinger, ya ideado en 1935 como  vivo y muerto dentro de una misma caja por el  físico austriaco-irlandés Erwin Schrödinger durante sus  discusiones con Albert Einstein, pero en 2016 ( apenas 90 años después) científicos de la Universidad de Yale conseguieron que uno de estos extraños gatos esté en su estado doble en dos cajas a la vez.

Ahora, ya sobre los cristales de tiempo,Samuli Autti agregó: Resulta que poner dos de ellos juntos funciona muy bien, incluso si los cristales de tiempo no deberían existir en primer lugar. Y ya sabemos que también existen a temperatura ambiente.

La explicación es que un componente básico de la computadora cuántica es un «sistema de dos niveles», mediante el cuál un ordenador cuántico podría a partir de ahora funcionar a temperatura ambiente gracias a los cristales de tiempo aunque estos requirran –273,15 centígrados por el momento para ser producidos.

La observaron de  cristales de tiempo utilizando Helio-3, isótopo raro de helio al que le falta un neutrón, según el experimento llevado a cabo en la Universidad Aalto por un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Lancaster, Royal Holloway de Londres, el Instituto Landau y la Universidad Aalto de Helsinki.

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