Los cristales de tiempo suenan como algo salido de la ciencia ficción, pero pueden ser el próximo gran salto en la investigación de redes cuánticas. Un equipo con sede en Japón ha propuesto un método para utilizar cristales de tiempo para simular redes masivas con muy poca potencia informática.

Publicaron sus resultados el 16 de octubre Avances científicos.

Teorizado por primera vez en 2012 y observado en 2017, Los cristales de tiempo son arreglos de materia que se repiten en el tiempo. Cristales normales, como diamantes o sal, repiten su autoorganización atómica en el espacio, pero no muestran ninguna regularidad en el tiempo. Los cristales de tiempo se autoorganizan y repiten sus patrones en el tiempo, lo que significa que su estructura cambia periódicamente a medida que avanza el tiempo.

"La exploración de cristales de tiempo es un campo de investigación muy activo y se han logrado varias realizaciones experimentales variadas, "dijo el autor del artículo Kae Nemoto, profesor en la división de investigación de principios de informática del Instituto Nacional de Informática. "Sin embargo, una visión intuitiva y completa de la naturaleza de los cristales de tiempo y su caracterización, así como un conjunto de aplicaciones propuestas, esta falto de. En este papel, proporcionamos nuevas herramientas basadas en la teoría de grafos y la mecánica estadística para llenar este vacío ".

Nemoto y su equipo examinaron específicamente cómo la naturaleza cuántica de los cristales de tiempo, cómo cambian de un momento a otro en un tiempo predecible, patrón repetitivo:se puede utilizar para simular grandes redes especializadas, como los sistemas de comunicación o la inteligencia artificial.

"En el mundo clásico, esto sería imposible ya que requeriría una gran cantidad de recursos informáticos, "dijo Marta Estarellas, uno de los primeros autores del artículo del Instituto Nacional de Informática. "No solo estamos trayendo un nuevo método para representar y comprender los procesos cuánticos, pero también una forma diferente de ver las computadoras cuánticas ".

Las computadoras cuánticas pueden almacenar y manipular múltiples estados de información, lo que significa que pueden procesar grandes conjuntos de datos con relativamente poca energía y tiempo resolviendo varios resultados potenciales al mismo tiempo, en lugar de uno por uno como las computadoras clásicas.

"¿Podemos utilizar esta representación de red y sus herramientas para comprender los sistemas cuánticos complejos y sus fenómenos? así como identificar aplicaciones ", preguntó Nemoto." En este trabajo, mostramos que la respuesta es sí ".

Los investigadores planean explorar diferentes sistemas cuánticos utilizando cristales de tiempo después de que su enfoque sea probado experimentalmente. Con esta información, su objetivo es proponer aplicaciones reales para integrar redes complejas exponencialmente grandes en unos pocos qubits, o bits cuánticos.

"Usando este método con varios qubits, se podría simular una red compleja del tamaño de Internet en todo el mundo, "Dijo Nemoto.