Google stopt tijdskristallen in kwantumcomputer

Een team van onderzoekers heeft samen met Google de eerste stappen gezet in de integratie van zogenaamde tijdskristallen in een kwantum computer. De doorbraak belooft de systemen op termijn stabieler te maken.

Een groot team van academische onderzoekers heeft samen met het kwantumcomputer-laboratorium van Google een tijdskristal geïntegreerd met een kwantumcomputer. De doorbraak klinkt als sciencefiction maar belooft erg belangrijk te zijn in de zoektocht naar alsmaar grotere en stabielere kwantumcomputers.

Gekristalliseerd in de tijd

Een tijdskristal is een vorm van materie die in 2012 werd voorspeld en in 2017 voor het eerst werd geproduceerd. De benaming verwijst naar het feit dat deeltjes in de materie kristalliseren in de tijd.

In een klassiek kristal ordenen de atomen of moleculen van een stof zich in een geometrisch raster dat zichzelf steeds herhaalt. De structuur van het kristal is op die geordende manier in evenwicht: externe factoren zullen het kristal niet zomaar uit elkaar doen vallen.

Een tijdskristal omvat een stof met een structuur die zich herhaalt in de tijd en niet in de ruimte. Denk daarbij aan elektronen met een spin die zich periodiek en uit zichzelf omkeert. Een tijdskristal oscileert zo tussen twee verschillende staten zonder de rechtstreekse invloed van externe prikkels.

Stabiliteit

Een gewoon kristal vertoont een opmerkelijke stabiliteit van de atomen in de ruimte. Een tijdskristal krijgt zijn naam omdat het een gelijkaardige stabiliteit bezit maar dan van zijn eigen oscillatie over tijd.

De werking van kwantumcomputers is gebaseerd op qubits. Qubits worden fysiek gemaakt door de spin van een elektron te beheersen. De staat van de spin van het elektron vertegenwoordigt data in de kwantumcomputer. Qubits zijn echter heel onderhevig aan externe prikkels zoals fluctuaties in temperatuur. Dat maakt ze onstabiel en is één van de belangrijke obstakels voor de bouw van complexe kwantumcomputers vandaag.

Het tijdskristal heeft het potentieel om hier soelaas te bieden. In het tijdskristal oscileert de spin van een elektron op een voorspelbare en stabiele manier. Externe prikkels hebben zo niet meteen een invloed op de spin van elektronen. In de tijd gekristalliseerde elektronen bieden zo een veel stabielere bouwsteen voor qubits dan niet gekristalliseerde en wispelturige versies.

Samen met Google zetten de onderzoekers nu de eerste stap in de integratie van tijdskristallen met kwantumcomputers. Op termijn kunnen de tijdskristallen essentiële bouwstenen worden voor complexe systemen. Eer het zover is, moet er nog heel veel onderzoek gebeuren naar zowel tijdskristallen als kwantumcomputers zelf.

nieuwsbrief

Abonneer je gratis op ITdaily !
  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.
terug naar home