È stato creato il cristallo temporale che elude quasi la seconda legge della termodinamica. Ecco il supercomputer quantistico di Google: un processore senza limiti, in grado di sfruttare tutta la potenza della fisica quantistica per eseguire calcoli di complessità senza precedenti.
Il cristallo temporale
Esistono ancora moltissimi ostacoli tecnologici che impediscono la realizzazione del perfetto computer quantistico, ma ciononostante numerose società informatiche si stanno muovendo per mettere a punto i primi prototipi di un calcolatore potentissimo.
Google, per esempio, ha compiuto un’importante ricerca su un nuovo modello della materia chiamato “cristallo temporale“. Di cosa si tratta? Proprio come la struttura del cristallo, che si ripete nello spazio, un cristallo temporale si ripete nel tempo, all’infinito, senza richiedere ulteriore spinta energetica. La ricerca per realizzare questa fase della materia ha rappresentato dunque una sfida fondamentale per la scienza in generale in questi ultimi anni.
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Su questo argomento verte una ricerca pubblicata il 30 novembre 2021 su Nature. Un team di scienziati della Stanford University, del Max Planck Institute for Physics of Complex Systems e dell’Università di Oxford, in collaborazione con la sezione Quantum di Google, ha rivelato in dettaglio il proprio sforzo per realizzare il modello teorico nella pratica informatica. Lo studio illustra il lavoro eseguito per creare un cristallo temporale utilizzando l’hardware di calcolo quantistico Sycamore di Google.
Arriva la struttura temporale per dar potenza massima a un computer quantistico
I ricercatori di Google si sono dunque messi al lavoro con i fisici di Stanford e Princeton per alimentare e sostenere un computer quantistico attraverso il modello fisico o la struttura chiamata “cristallo temporale”. Il concetto alla base di questa “fase” è abbastanza semplice, ma le sue implicazioni rasentano il paradosso. A introdurlo in fisica è stato un premio Nobel: Frank Wilczek.
Una siffatta struttura fisica è un contenuto le cui parti si muovono in un ciclo regolare e reiterato. E senza bruciare alcuna energia. Insomma, sembra quasi che il movimento perpetuo possa eludere la seconda legge della termodinamica. E non è tutto: I cristalli temporali sono in grado di rompere spontaneamente la “simmetria di traduzione temporale“, ovvero la regola secondo cui un oggetto stabile rimarrà lo stesso nel tempo. Questa fase della materia utilizzata per il supeprocessore di Google è, in pratica, sia stabile che in evoluzione.
Inoltre, questo cristallo temporale non è in equilibrio termico: non si stabilizza nello stato con l’energia più bassa consentita dalla temperatura ambientale e le sue proprietà cambiano nel tempo. Proprio per questo può essere considerato un oggetto quantistico artificiale.
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Anche se tutto questo può sembrare strano e fuori dalle leggi della fisica, i cristalli temporali non infrangono le leggi della fisica quantistica e quindi della relatività. L’entropia, cioè la misura del disordine nel sistema, rimane stazionaria nel tempo…
