¿Cristales de tiempo y computación cuántica? Esta unión podría ayudarnos a modelar redes muy complejas

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¿Cristales de tiempo y computación cuántica? Esta unión podría ayudarnos a modelar redes muy complejas

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Desde su descubrimiento, los ‘cristales de tiempo’ han mostrado algunas características que parecen haber salido de una película o libro de ciencia ficción. Sin embargo, este nuevo estado de la materia podría ayudarnos a dar un gran salto en la investigación de las redes cuánticas.

Un equipo de investigadores ha propuesto un método para utilizar la naturaleza cuántica de estos cristales de tiempo para simular redes masivas y complejas, desde el cerebro humano hasta internet. Lo mejor de todo es que para lograrlo se necesitaría muy poca potencia informática.

El estudio fue publicado en Science Advances.

Cristales de tiempo

Teorizados por primera vez en 2012 y observados en 2017, los cristales de tiempo son arreglos de materia que se repiten en el tiempo. ¿Qué significa esto?

Los cristales normales, como los diamantes o la sal, repiten un patrón atómico en el espacio, pero no muestran ninguna regularidad en el tiempo. En cambio, los cristales de tiempo repiten sus patrones en el tiempo, lo que significa que su estructura cambia periódicamente a medida que avanza el tiempo.

El cloruro de sodio (sal) es un cristal que repite un patrón en el espacio. Ese patrón consiste de un sodio y un cloro.

“La exploración de cristales de tiempo es un campo de investigación muy activo y se han logrado varias realizaciones experimentales”, dijo el autor del artículo Kae Nemoto. “Sin embargo, falta una visión intuitiva y completa de su naturaleza y caracterización, así como un conjunto de aplicaciones propuestas”.

El estudio

El equipo de Nemoto examinó cómo la naturaleza cuántica de los cristales de tiempo podría usarse para simular redes grandes y complejas, como sistemas de comunicación o inteligencia artificial.

Según los autores, este tipo de redes contienen estructuras (topológicas) poco triviales, las cuales están presente en muchos sistemas biológicos, sociales y tecnológicos.

Simular un sistema tan complejo como este podría tomar mucho tiempo, incluso para una supercomputadora. Sin embargo, si tomamos la computación cuántica como una opción podemos obtener mejores resultados.

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

En ese sentido, el equipo utiliza la naturaleza de los cristales de tiempo para simular diferentes sistemas cuánticos. Con esta información, su objetivo es proponer aplicaciones reales para integrar redes complejas exponencialmente grandes en unos pocos qubits o bits cuánticos.

«Utilizando este método con varios qubits, se podría simular una red compleja del tamaño de Internet en todo el mundo», dijo Nemoto.

Aplicar lo que aprendemos en cristales de tiempo a esta forma emergente de tecnología podría brindarnos una forma completamente nueva de mapear y modelar casi cualquier cosa.

“No solo estamos trayendo un nuevo método para representar y comprender los procesos cuánticos, sino también una forma diferente de ver las computadoras cuánticas”, agregó Marta Estarellas, una de las primeras autoras del estudio.

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