¿Para qué podrían servir los cristales del tiempo?

Question

Cristales de tiempo se han teorizado hace pocos años y se han confirmado recientemente. Los artículos que informan de ello no hablan de para qué podrían servir. Por supuesto, todas las ramas de la física pueden ayudarnos a comprender mejor el mundo, pero ¿se ha propuesto alguna aplicación práctica de los cristales de tiempo?

Hay, y hubo, acontecimientos, especialmente en física nuclear, en los que se pensó en una aplicación práctica de algo antes de que se demostrara o sintetizara por primera vez. ¿Qué ocurre con los llamados "cristales del tiempo"? ¿Para qué pueden servir allí donde los superconductores normales no son suficientes?

Answer 1

Este es un artículo de revisión sobre el estado de la investigación para el verano de 2017. Copio las conclusiones:

En el presente artículo hemos revisado los de las investigaciones sobre los cristales de tiempo, originalmente por Wilczek (Wilczek, 2012), es decir, los fenómenos relacionados con la autoorganización de sistemas cuánticos de muchos cuerpos. sistemas cuánticos de muchos cuerpos en el tiempo. Este tipo de autoorganización es un efecto verdaderamente cuántico y debe distinguirse de la fenómenos clásicos de autoorganización en los que osciladores no lineales sincronizan su movimiento si un acoplamiento entre es lo suficientemente fuerte. La formación de cristales de tiempo es análoga a la formación de cristales espaciales.

....

Mientras que la propuesta original del cristal de tiempo resultó imposible de realizar, la visión de Wilczek desencadenó un nuevo campo de investigación y se convirtió en una inspiración para otros científicos.

Continúa describiendo propuestas recientes y termina con:

W que una fuerte actividad actual en el campo de los cristales de tiempo revelará nuevos fenómenos difíciles de descubrir en sistemas de materia condensada o simplemente pasados por alto hasta ahora. Teniendo en cuenta que un grado de libertad temporal añade una dimensión adicional, se abren más posibilidades para nuevos descubrimientos.

En ninguna parte de esta revisión hay una lista de "aplicaciones prácticas".

En las búsquedas generales se encuentran vagas propuestas de que los cristales de tiempo serán útiles para la computación cuántica:

Mientras que Yao es difícil de imaginar un uso para un cristal del tiempo, otras fases propuestas de materia en no equilibrio prometen teóricamente como memorias casi perfectas y pueden ser útiles en los ordenadores cuánticos.

Así que, en mi opinión, aún está en fase de investigación, experimental y teórica, y es demasiado pronto para calibrar las posibles aplicaciones. Después de todo, cuando Maxwell propuso sus ecuaciones que predecían las ondas electromagnéticas, ~1860s Herz las midió en 1887, casi treinta años más tarde, y la primera aplicación práctica con las comunicaciones ocurrió en la década de 1890 . En la época de la propuesta de las ondas electromagnéticas las comunicaciones inalámbricas ni siquiera se soñaban.

Con nuestros tiempos acelerados (5 años entre la propuesta de Wilczek y los experimentos, y los muchos investigadores que trabajan en ello) las aplicaciones no deberían estar muy lejos.

Answer 2

Los cristales de tiempo podrían ser muy útiles en la computación cuántica y posiblemente en la fusión, por razones similares. Esencialmente, los cristales de tiempo proporcionan un entorno cuántico más estable que un haz de partículas corriente.

Como los cristales de tiempo tienen cierta autopersistencia de su estado, incluso sin entrada externa temporal, también tienen una resistencia extra a toda la aleatoriedad de la entropía del calor y las vibraciones externas. Esto los hace ideales para algunos diseños de qubit RAM.

También debería ser teóricamente posible crear un entramado temporal y espacial a altas presiones y temperaturas, pero desconozco qué nivel de tecnología va a requerir. La tensión de resonancia en los materiales sería bastante alta, creo.

Seguro que existen otros usos. Otro uso de la computación cuántica sería un temporizador.

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REFERENCIA

Equilibrio y orden en la materia cuántica de Floquet

R. Moessner & S. L. Sondhi

Observación de un cristal de tiempo discreto

J. Zhang, P. W. Hess, A. Kyprianidis, P. Becker, A. Lee, J. Smith, G. Pagano, I.-D. Potirniche, A. C. Potter, A. Vishwanath, N. Y. Yao & C. Monroe

Cristal de tiempo discreto en una cadena finita de átomos Rydberg sin desorden

Chu-hui Fan, D. Rossini, Han-Xiao Zhang, Jin-Hui Wu, M. Artoni y G. C. La Rocca Phys. Rev. A 101, 013417

Observación de un cristal de tiempo discreto pretérmico sobre la exploración de estados metaestables en termodinámica de no equilibrio

A. Kyprianidis, F. Machado, W. Morong, P. Becker, K. S. Collins, D. V. Else, L. Feng, P. W. Hess, C. Nayak, G. Pagano, N. Y. Yao y C. Monroe.