O fază unică a materiei, denumită cristal temporal, care, din punct de vedere teoretic, poate să baleieze între două stări pentru totdeauna, fără a fi necesar un impuls de energie, a fost implementată într-un computer cuantic construit de către compania Google. Descoperirea, care este una dintre primele probleme din lumea reală rezolvate de către un computer cuantic, ar putea fi valorificată pentru îmbunătățirea acestor sisteme.
Formarea unui cristal este posibilă doar atunci când toate componentele sale formează modele stabile, care se repetă. Un cristal nu are simetrie spațială, adică nu arată la fel din orice unghi. În anul 2012, Frank Wilczek din cadrul Institutului de Tehnologie din Massachusetts a sugerat că, pe măsură ce relativitatea generală definește timpul ca fiind a patra dimensiune, un material ar putea pierde simetria temporală. Un astfel de „cristal temporal” ar putea baleia între două stări la infinit, fără a utiliza sau pierde energie. Acesta ar avea modele care să se repete în timp, și nu în spațiu.
Wilczek admite că această idee a mișcării perpetue ar trebui să încalce legile termodinamicii, dar este de părere că acest lucru se datorează faptului că oamenii de știință care au scris aceste legi cu mult timp în urmă „nu erau conștienți de toate subtilitățile” din mecanica cuantică, precum crearea de sisteme fără frecare și alte fenomene neobișnuite.
Totuși, în timp, conceptul a devenit rapid mai plauzibil. În ultimii ani, mai multe echipe de cercetare au susținut faptul că au creat un cristal temporal. În prezent, un grup de cercetători din cadrul companiei Google, a Universității Stanford și a MIT au folosit computerul cuantic Sycamore dezvoltat de către Google pentru a realiza ceea ce Wilczek spune că este un cristal temporal în adevăratul sens al cuvântului.
Pentru a reprezenta un șir de date cu modele de rotire aleatorii, echipa din cadrul Google a utilizat în sistemul Sycamore un număr de 20 de qubiți. Ulterior, aceste valori au fost fin echilibrate folosind o tehnică denumită localizare pe mai multe corpuri, în cadrul căreia interferența dintre particule produce înghețarea pe loc a acestora chiar și atunci când ele tind să se îndepărteze din cauza echilibrului termic. Ei au demonstrat faptul că qubiții aflați în această stare delicată își vor inversa spontan și la unison direcția de rotație pentru a crea un nou tipar de date, apoi vor reveni la starea lor inițială, acest proces având loc la infinit. Echipa de cercetare a declarat faptul că o parte a procesorului cuantic a devenit un cristal temporal.
Wilczek a declarat faptul că se bucură să vadă că ipoteza sa poate fi demonstrată experimental. „Este cu siguranță o etapă importantă în acest domeniu. Este o piatră de hotar pentru calculul cuantic. Cred că aceasta este prima problemă naturală rezonabilă pe care un computer cuantic a putut să o rezolve”, a adăugat acesta.
Wilczek este e părere că aceste cristale temporale ar putea crește fiabilitatea și acuratețea computerelor cuantice. Totuși, ele ar putea fi utilizate și ca instrumente de măsurare extrem de precise, deoarece stabilitatea lor este delicată.
