Criteriul National

„Cristalul timpului” realizat cu ajutorul computerul cuantic Google ar putea schimba fizica pentru totdeauna – Stiinte fundamentale

„Cristalul timpului” realizat cu ajutorul computerul cuantic Google ar putea schimba fizica pentru totdeauna – Stiinte fundamentale
septembrie 14
21:01 2021
Cercetătorii care lucrează în parteneriat cu Google s-ar fi putut folosi de computerul cuantic al gigantului tehnologic pentru a crea o fază complet nouă a materiei – un cristal al timpului, potrivit Live Science.
Cu capacitatea de a circula pentru totdeauna între două stări fără a pierde vreodată energie, cristalele timpului evită una dintre cele mai importante legi ale fizicii – a doua lege a termodinamicii, care afirmă că tulburarea sau entropia unui sistem izolat trebuie să crească întotdeauna. Aceste cristale de timp bizare rămân stabile, rezistând oricărei dizolvări în aleatoriu, în ciuda existenței într-o stare constantă de flux.

Atomii cristalelor timpului, a căror existenţă a fost intuită de câştigătorul premiului Nobel pentru Fizică, Frank Wilczek, în 2012, au o structură care se repetă și în timp, nu numai în spațiu. Astfel cristalelor timpului li se adaugă o a patra dimensiune, mişcarea timpului.

În esenţă asta înseamnă că ele oscilează pentru totdeauna fără nicio influenţă externă. Cristale temporale se mișcă fără energie. Este ca și cum materia și structura acestora este creată de un cerc temporal care se repetă.

Cristalul timpului, creat în 100 de secunde

Potrivit unui articol de cercetare postat pe 28 iulie în baza de date de preimprimare arXiv, oamenii de știință au reușit să creeze cristalul timpului timp de aproximativ 100 de secunde folosind qubits (versiunea de calcul cuantic a bitului tradițional al computerului) în nucleul procesorului cuantic Sycamore de la Google.

Existența acestei faze ciudate de materie nouă și tărâmul complet nou al comportamentelor fizice pe care le dezvăluie, este incredibil de interesant pentru fizicieni, mai ales că aceste cristale de timp au fost prezise doar pentru prima dată cu doar nouă ani în urmă.

„A fost o mare surpriză”, a declarat pentru Live Science Curt von Keyserlingk, fizician la Universitatea din Birmingham din Marea Britanie, care nu a fost implicat în studiu. „Dacă ai întreba pe cineva acum 30, 20 sau poate chiar 10 ani în urmă, nu s-ar fi așteptat la acest lucru”.

Cristalele timpului sunt obiecte fascinante pentru fizicieni, deoarece în esență ocolesc cea de-a doua lege a termodinamicii.

Principiul al doilea al termodinamicii precizează condițiile în care are loc transformarea energiei termice în energie mecanică. El are un caracter calitativ, arată sensul în care se produc spontan transformările, fără să se refere la cantitățile de energie schimbate. El este o particularizare a principiului general al schimburilor de energie, conform căruia transformările spontane de energie se realizează de la potențialul mai înalt spre potențialul mai scăzut. (Integral pe Live Science)

De ce sunt cristalele timpului așa de interesante. Două explicații

Pentru a putea înțelege de ce cristalele temporale sunt atât de interesante e nevoie de niște cunoștințe de termodinamică, în special cu privire la a doua lege a sa care afirmă că sistemele naturale tind să se așeze într-o stare cunoscută drept „entropie maximă”.

Să luăm un exemplu banal: dacă torni lapte într-o ceașcă de cafea acesta se va dizolva în cele din urmă în cafea în loc să stea la suprafața ei, permițând sistemului general să ajungă la un echilibru. Acest lucru se întâmplă fiindcă există mult mai multe moduri pentru lapte de a se împrăștia prin cafea decât de a rămâne la suprafața acesteia într-o manieră mai ordonată.

Acest impuls irezistibil către echilibrul termic – descris în a doua lege a termodinamicii – reflectă faptul că toate lucrurile tind să se îndrepte către stări aleatorii, mai puțin utile. Odată cu trecerea timpului sistemele degenerează inevitabil în haos și dezordine – adică entropie. Însă cristalele de timp nu se așează într-un echilibru termic.

În loc să degenereze treptat către o stare aleatorie, acestea rămân blocate în două configurații înalt energetice care alternează constant între ele într-un proces care poate continua la infinit. Pentru a explica mai bine acest lucru, profesorul de fizică și astronomie Curt von Keyserlingk, lector la Universitatea Birmingham, folosește un exemplu pe care îl prezintă studenților săi din anul 1.

Acesta începe cu un experiment de gândire: să luăm o cutie dintr-un sistem închis care este izolat de restul universului și să introducem în ea câteva zeci de monede iar apoi să o scuturăm de un milion de ori. Pe măsură ce monedele sar în toate direcțiile ele încep să se mute în poziții aleatorii tot mai haotice. Când cutia este deschisă așteptarea este ca aproximativ jumătate din monede să fie cu fața în sus și cealaltă jumătate cu pajura.

Nu contează dacă experimentul a început cu mai multe monede cu fața sau pajura în sus: sistemul uită configurația inițială și devine tot mai aleatoriu și haotic pe măsură ce este scuturat. Acest sistem închis, când este transpus în domeniul cuantic, reprezintă modalitatea perfectă de a încerca să găsim cristale temporale – și singura cunoscută până în prezent.

Să luăm acum Sycamore, procesorul cuantic al Google. Potrivit exemplului descris mai sus, în experimentul realizat de divizia de computație cuantică a Google monedele din cutie sunt reprezentate de qubiți care se învârt într-un sistem închis. Iar în loc să scuture cutia, cercetătorii au folosit un set specific de operații cuantice care pot modifica starea qubiților, proces pe care l-au repetat de multe ori.

Acesta a fost momentul în care cristalul temporal a sfidat toate așteptările. După ce s-au uitat la sistem în urma unui anumit număr de operații cercetătorii au descoperit o configurație a qubiților care nu este aleatorie ci arată similar cu cea originală. „Primul ingredient care alcătuiește un cristal temporal este că acesta își amintește ce făcea inițial. El nu uită. Sistemul de monede în cutie uită dar un cristal temporal nu o face”, subliniază von Keyserlingk.

Lucrurile nu se opresc însă aici. Dacă „scuturi” sistemul de un număr par de ori vei obține o configurație similară cu cea originală. Însă dacă aplici setul specific de operații cuantice de un număr impar de ori vei obține o altă configurație în care capetele sunt acum pajură și viceversa. Și indiferent câte astfel de operații realizezi asupra sistemului el va oscila mereu între cele două stări.

Din acest motiv comportamentul cristalelor temporale este fascinant pentru oamenii de știință. Spre deosebire de orice alt sistem cunoscut, ele nu tind către dezordine și haos. Cu alte cuvinte, ele sfidează a doua lege a termodinamicii care definește direcția în care merg toate evenimentele naturale și care este folosită de cercetători pentru a stabili direcția timpului. Gândește-te puțin la ce înseamnă asta, scrie ZDNet.

Comentarii

Comentarii

Articole similare

Editia Digitala

Criteriul National prima pagina

EDITORIAL

România…Inteligența Artificială…Guvernul… - EDITORIAL

danielmihai de prof.dr. Daniel Mihai

Dacă nici acum nu vă vine să credeți, guvernul Dăncilă lucrează la strategia națională pentru Inteligența Artificială. Este inimaginabil, aproape de necrezut, dar elaborarea și ratificarea primei strategii naţionale în domeniul Inteligenţei Artificiale va fi o realitate.
Deseori,obișnuiți cu puțin din ceea ce ne tot oferă „din plin” viața aceasta, nu prea realizăm și nu prea știm să reacţionăm la acest soi de anunț oficial. Iar ceea ce este frapant vine de-acum înainte.

Da, stimabilelor și dumneavoastră onorați domni. Din moment ce a fost declarat „liber la Inteligența Artificială”, consecințele și desele implicații ne vor afecta destinele. Poate părea ceva de domeniul SF,dar tocmai ultimele evenimente au început să contrazică „scenariul.”

A trecut moda când mai auzeam de un nou studiu care descria savant implicațiile profunde pe care le au progresele din domeniul inteligenței artificiale. Iar, inevitabilul s-a pridus.Au căzut în derizoriu acele minți luminate, dimpreună cu toata adunarea numeroșilor experți, a think tankuri sau a celebritățilir din Silicon Valley care își dădeau cu presupsul că aplicațiile practice ale Inteligenței Artificiale urmează să ne schimbe viețile în moduri greu de imaginat.

Inteligenţa artificială este trecută de faza „copilăriei”. Acest lucru îl demonstrează unele experimente eşuate care au avut loc. Iar aici dau ca exemplu cazul „adolescentului” Tay al Microsoft, un robot bazat pe inteligenţă artificială care putea dialoga cu utilizatorii de Twitter. Acesta a devenit nazist în câteva ore, compania fiind nevoită să îl retragă. Incidentul a arătat limitările pe care le au maşinile, incapabile deocamdată să facă diferenţa între bine şi rău sau să dea dovadă de empatie.

Dar, ce anume împiedică pentru ca maşinile să ajungă la astfel de însuşiri umane?

Sunt destui semeni care se tem că inteligenţa artificială va fi folosită ca armă, de guverne sau grupări teroriste. Un astfel de sistem avansat, capabil să înveţe, ar putea să compromită orice sistem informatic şi să aibă acces la informaţii extrem de importante. Mai mult, ar putea lansa atacuri cu arme periculoase şi pot da naştere unui război devastator.

Iar acum, „onor” guvern al acestei colonii susţine cu o frenezie de nedescris această modă, dând dovada unui servilism exemplar! Oare cărui scopuri servește?

citeste in continuare

REDACTIA

Director fondator: Daniel C. Iorgu

Redactor Sef: prof. dr. Daniel Mihai

Senior Editor: prof.univ. Mircea Vintilescu

Editorialist: Florin Budescu

Corespondent UK: Alina Pop

Corespondent Spania: Fabianni Belemuski

Fotoreporter: Daniel Paun

Reporter: Daniel Hintergraber

Redactori: Marian Nedelea, Gabriel Dumitru, Iulia Grajdieru, Elena Scripcaru

Disclaimer

Responsabilitatea juridica in cazul editorialelor/ articolelor redactate de invitatii permanenti sau invitatii speciali aparține în exclusivitate autorilor.

Dacă cineva se simte lezat într-un fel de vreun articol de pe acest website, poate trimite un drept la replică care va fi publicat în articolul respectiv.

CONTACT

CRITERIUL NATIONAL
Cotidian online de stiri si atitudine
ISSN 2393-4891
ISSN-L 2393-4891

Redactie: contact@criteriul.ro

Redactor Sef: daniel.mihai@criteriul.ro

Citeste si:

nationalul logo

Constanta Mea

Prahova Mea

Brasovul Meu

Parteneri media exclusiv

Revista presei Raspandacul