En tidskrystall laget i Googles kvantedatamaskin kan forandre fysikken for alltid

Forskere som jobber i samarbeid med Google kan nettopp ha brukt teknologigigantens kvantedatamaskin til å lage en helt ny fase av materie – tidskrystallen.

Med evnen til å bevege seg uendelig mellom to tilstander uten å miste energi, unngår tidskrystaller en av fysikkens viktigste lover, termodynamikkens andre lov, som sier at uorden eller entropien i et isolert system alltid må øke.

Disse merkelige midlertidige krystallene forblir stabile og motstår enhver oppløsning til tilfeldighet, til tross for at de er i konstant fluks. Eksistensen av denne merkelige nye fasen av materie er utrolig spennende for fysikere, spesielt siden eksistensen av tidskrystaller først ble forutsagt for bare 9 år siden.

I følge en forskningsartikkel var forskere i stand til å lage en tidskrystall på omtrent 100 sekunder ved å bruke qubits (kvantedataversjonen av en tradisjonell datamaskinbit) inne i kjernen av Googles Sycamore kvanteprosessor. Inne i Google Sycamore "boksen" kan vi se qubitene til kvanteprosessoren akkurat som myntene våre. Akkurat som mynter kan være hode eller haler, kan qubits være enten 1 eller 0 – de to mulige posisjonene i et to-statssystem – eller en merkelig kombinasjon av sannsynlighetene for begge tilstander, kalt en superposisjon. Det merkelige med tidskrystaller er at ingen mengde oscillasjoner eller overganger fra en tilstand til en annen kan endre qubits av tidskrystallen til tilstanden med lavest energi, som er en tilfeldig konfigurasjon, de kan bare snu den fra den opprinnelige tilstanden til en annen stat og deretter tilbake. Slik sett er tidskrystallen som en pendel som aldri slutter å svinge.

Googles eksperiment vil sannsynligvis forbli den beste måten å studere tidskrystaller på i overskuelig fremtid. Mens mange andre prosjekter har lykkes i å skape det som overbevisende ser ut til å være midlertidige krystaller på andre måter – med diamanter, superfluid helium-3, kvasipartikler og med Bose-Einstein-kondensater – forsvinner for det meste krystallene som produseres i disse oppsettene for raskt for detaljert studie.

Den teoretiske nyheten til krystaller er på en måte et tveegget sverd, ettersom fysikere for tiden prøver å finne klare bruksområder for dem, for eksempel kan de brukes som høypresisjonssensorer eller til å utvikle kvantedatamaskiner.

Les også:

• For første gang skapte fysikere kunstig en tornado fra en virvlende virvel av heliumatomer
• Forskere har gitt kvantegasser en ny fase av materie