وصف عالم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي نورمان ياو لأول مرة كيفية إنشاء بلورة زمنية قبل خمس سنوات – إنه شكل جديد يتكرر شكله بمرور الوقت بدلاً من الفضاء. على عكس بلورات الزمرد أو الأحجار الكريمة ، كانت بلورات ذلك الوقت مجرد جزء من الثانية.

ولكن حان الوقت لبلورات الوقت. بعد اقتراح ياو الأصلي ، أدت الأفكار الجديدة إلى اكتشاف أن بلورات الوقت تأتي في أشكال متنوعة ، كل منها تؤكده آليتها الفريدة.

باستخدام هياكل الحوسبة الكمومية الجديدة ، اقتربت العديد من المختبرات من إنشاء نسخة محلية متعددة الأجسام من Time Crystal تستخدم عدم انتظام للحفاظ على المربعات الكمومية المنشطة بشكل دوري في حالة مستمرة من التعرج دون التوافقي – تتأرجح الألحفة ، ولكن فقط غيرها. مدة التدفق.

في مقال نشر في المجلة علم في الأسبوع الماضي ، أبلغ الزملاء في Yao و Qtech – بالتعاون مع Delft University of Technology و DNO ، وهو فريق بحثي مستقل في هولندا – عن إنشاء بلورة موضعية متعددة الأجسام أحادية الوقت مرتبطة بالتذبذب 800. فترات. لقد استخدموا حاسوبًا كميًا مبنيًا على الماس ، حيث تكون الخروجات – البتات الكمومية ، ونظائر البتات الثنائية في الأنظمة الرقمية – عبارة عن حلقات نووية من ذرات كربون -13 مدمجة داخل الماس.

قال جو راندال من QuTech: “على الرغم من أن بلورة الزمن المنعزلة تمامًا يمكن ، من حيث المبدأ ، أن تعيش إلى الأبد ، فإن أي عملية تجريبية فعلية ستشوه بالتفاعلات مع البيئة”. “إطالة الحياة أكثر هو الحد القادم”.

انعكست النتائج ، التي نُشرت لأول مرة على arXiv هذا الصيف ، في تجارب متزامنة أجراها باحثو Google و Stanford و Princeton باستخدام Sycamore ، وهو كمبيوتر كمومي فائق التوصيل من Google. تم استخدام 20 لحافًا مصنوعًا من شرائط ألومنيوم فائقة التوصيل واستمر العرض على ثمن جزء من الثانية. يشار إلى كل من بلورات الوقت الخاصة بـ Google و Quotek باسم مراحل flocket الكائن ، وهي نوع الكائن غير المتوازن.

يقول تيم دومينيو ، كبير المحللين في شركة Qtech: “من المثير جدًا حدوث العديد من التطورات التجريبية في آنٍ واحد”. “كل هذه المنصات المختلفة تكمل بعضها البعض. يستخدم اختبار Google ضعف عدد مرات الإقلاع ؛ يعيش بلور عصرنا حوالي 10 مرات أطول.”

تعامل فريق Quotek مع تسعة حالات خروج من الكربون -13 بشكل صحيح ، مستوفياً معايير إنشاء بلورات زمنية متعددة الجسم.

يقول ياو بيركلي ، الأستاذ المساعد في الفيزياء ، إن “بلورة الزمن هي مثال بسيط على حالة غير متوازنة من المادة.”

هذه النتائج تتبع في أعقاب رؤية بلورية أخرى شارك فيها فريق ياو. علم قبل عدة أشهر. هناك ، لاحظ الباحثون ما يسمى بلورة الوقت قبل الإثيرمال ، حيث يتم تثبيت التذبذبات دون التوافقية عن طريق القيادة عالية التردد. أجريت التجارب باستخدام سلسلة أحادية البعد من الذرات المحاصرة في مختبر مونرو في جامعة ميريلاند ، وهو نفس النظام الذي لاحظ الإشارات الأولى لديناميكيات بلورات الزمن قبل خمس سنوات. ومن المثير للاهتمام ، على عكس البلورة الزمنية المحلية متعددة الأجسام التي تمثل مرحلة فلوكيه الكم الجوهرية ، يمكن أن تكون بلورات الوقت قبل الحراري مراحل كمومية أو كلاسيكية.

هناك العديد من الأسئلة المفتوحة. هل هناك تطبيقات عملية بلورات المدى؟ هل يساعد التبعثر على إطالة عمر البلورة؟ وبشكل عام ، كيف ومتى تتوازن الأنظمة الكمية؟ تظهر نتائج التقرير أن القاعدة المرنة للدراسة التجريبية لهذه الأسئلة المهمة ذات النهايات المفتوحة في الفيزياء الإحصائية هي العيوب الحلزونية في المواد الصلبة.

قال فرانسيسكو ماتشادو ، طالب دراسات عليا في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: “توفر القدرة على عزل الحلقات عن بيئتهم فرصة رائعة لدراسة كيفية حفظ المعلومات أو فقدها إذا كان بإمكانهم التحكم في تفاعلاتهم”. “سيكون من المثير للاهتمام أن نرى ما سيحدث بعد ذلك.”