Kompiuteris, kuris gali gyvuoti ilgiau už kosmosą - vis arčiau

Primary tabs

Šiluminė kosmoso mirtis galbūt nepražudys skaičiavimo amžiaus. Keistas įrenginys, žinomas, kaip laiko kristalas. Teoriškai jis gali veikti kaip kompiuteris net ir kosmosui visiškai atšalus. Naujos instrukcijos tokiam laiko kristalui sukurti priartina tokio kristalo sukūrimą.

Normalūs kristalai yra trijų dimensijų objektai, kurių atomai išsidėstę tolygiomis ir pasikartojančiomis struktūromis. Jie sudaro tokias struktūras, nes jos yra mažiausiai energijos reikalaujančios struktūros.

Fizikas teoretikas Frankas Wilczekas iš MIT mano, kad panašios struktūros gali reguliariai kartotis ir ketvirtojoje dimensijoje – laike.

Tam, kad susidarytų tokia normalių kristalų erdvinė simetrija ketvirtojoje dimensijoje, atomai tokiame „laiko kristale“ turėtų pastoviai suktis ir vis sugrįžti į savo pradinę būseną. Labai svarbu, kad jie taip pat turėtų būti ir savo žemiausioje energetinėje būsenoje šio proceso metu. Tai reikštų, kad jie ir toliau suktųsi netgi kai viso kosmoso energija dėl entropijos pasiskirstys tolygiai – būsena žinoma kaip šiluminė mirtis.

Superlaidus žiedas

Toks elgesys paprastai prieštarautų termodinamikos dėsniams. Tačiau elektronų atveju, neslopstantis sukimasis yra galimas superlaidžiame žiede, kuriame elektronai juda be pasipriešinimo. Wilczekas teigė, kad superlaidus žiedas gali būti panaudotas ir laiko kristalui: jeigu tik elektronai būtų priversti judėti atskirai, o ne vientisa srove. Tačiau jis nesugebėjo išsiaiškinti kaip visa tai padaryti.

Tongcangas Li iš Kalifornijos universiteto su kolegomis iš Mičigano universiteto ir iš Tsinghua universiteto Kinijoje pasiūlė alternatyvų sprendimą, kaip tokią sistemą sukonstruoti.

Pirmiausiai reikalingi jonų spąstai – įrenginys, kuris laiko daleles su krūviu vienoje vietoje elektrinio lauko pagalba. Jonai suformuoja žiedo formos kristalą, nes labai žemoje temperatūroje jie vienas kitą stumia nuo savęs. Vėliau reikia pridėti silpną magnetinį lauką, kuris priverčia jonus suktis.

Dėl kvantinės mechanikos jonų sukimosi energija visada bus didesnė už nulį, netgi kai žiedas atšaldomas iki žemiausios galimos energijos. Tokioje būsenoje elektrinis ir magnetinis laukai yra nebereikalingi, kad palaikytų kristalo formą ir jį sudarančių jonų sukimąsi. Rezultatas bus laiko kristalas, nes jonų žiedas atsikartos tiek erdvėje, tiek laike.

Džiuginanti dizainas

Wilczekas teigė, esąs nudžiugintas tokiu atradimu. „Jie sugalvojo kažką tokio, kas atrodo, kaip įgyvendinamas eksperimentinis dizainas“, – sakė jis.
Sukurti tokį kristalą bus labai sunku, nes reikia labai žemų temperatūrų – artimų absoliučiam nuliui. Pagrindinis uždavinys bus jonų žiedų atšaldymas iki jo žemiausios energetinės būsenos, teigė komandos narys Xiangas Zhangas. Jis pabrėžė, kad greitu metu, tai padaryti turėtų būti įmanoma, nes jonų spąstų technologija vis tobulėja.

Wilczekas mano, kad veikiantis laiko kristalas gali būti panaudotas kaip kompiuteris, jeigu išskirtume skirtingas sukimosi būsenas, atitinkančias standartinio kompiuterio 0 ir 1 (binarinė logika). Reikia skirtingų jonų ir galbūt kelių žiedų, kurie veiktų vienas kita. Kad padarytų kažką įdomaus, dar galima pradėti įsivaizduoti sistemas, kurios veikia tokiu principu.

Tačiau nereikia tikėtis tokių laiko kristalų artimiausiu metu. Nors Wilczekas ir išsiaiškino, kad šiluminė kosmoso mirtis dar ne pabaiga. Kadangi visur bus šalta ir tamsu yra ir kitų problemų, kurias reikėtų išspręsti. Mes nagrinėjame erdvės ir laiko kristalą, kuris gali būti sukurtas laboratorijoje. Taigi dar reikėtų išsiaiškinti metodą, kaip padaryti laboratoriją, kuri „išgyventų“ kosmoso šiluminę mirtį, teigė Li.

Facebook komentarai: