En 2012, le physicien du MIT Frank Wilczek a noté que les lois de la physique ont également une symétrie temporelle. Cela signifie que toute expérience répétée plus tard devrait donner le même résultat. Wilczek a établi une analogie avec les cristaux normaux, mais dans la dimension du temps, appelant cette symétrie spontanée brisant le temps un cristal temporel. Après quelques années, les physiciens ont pu enfin le construire.
« Les cristaux de temps recouvrent une partie de la frontière entre les deux mondes. Peut-être pouvons-nous apprendre à supprimer la bordure en étudiant en détail les cristaux de temps., a déclaré Samuli Autti, responsable scientifique du projet à l'Université de Lancaster au Royaume-Uni.
Dans la nouvelle étude, Autti et son équipe ont utilisé des "magnons" pour créer leur cristal temporel. Les magnons sont des quasi-particules qui apparaissent dans l'état collectif d'un groupe d'atomes. Dans ce cas, un groupe de physiciens a pris de l'hélium-3 (un atome d'hélium avec deux protons mais un seul neutron) et l'a refroidi à moins de dix millièmes de degré au-dessus du zéro absolu. À cette température, l'hélium-3 s'est transformé en un condensat de Bose-Einstein, où tous les atomes ont un état quantique commun et travaillent de concert les uns avec les autres. Dans ce condensat, tous les spins électroniques de l'hélium-3 sont liés et travaillent ensemble, générant des ondes d'énergie magnétique - les magnons. Ces vagues s'éclaboussaient sans fin, se transformant en un cristal temporel.
L'équipe d'Autti a pris deux groupes de magnons, chacun fonctionnant comme un cristal temporel séparé, et les a suffisamment rapprochés pour qu'ils puissent s'influencer mutuellement. Le système combiné de magnons agissait comme un cristal unique avec deux états distincts.
Le but de cette expérience est de créer un système de travail stable de cristaux de temps qui pourrait être utilisé pour l'informatique quantique. Dans les systèmes informatiques classiques, l'unité d'information de base est un bit, qui peut prendre l'état 0 ou 1, tandis qu'en informatique quantique, chaque "qubit" peut se trouver à plusieurs endroits en même temps, ce qui permet de faire beaucoup plus de calculs. être exécuté.
"Cela pourrait signifier que les cristaux de temps peuvent être utilisés comme élément de base pour les dispositifs quantiques qui fonctionnent également en dehors du laboratoire. Dans une telle entreprise, le système à deux niveaux que nous avons créé sera la pierre angulaire.", - dit Autti.
Ces travaux sont actuellement très éloignés d'un ordinateur quantique fonctionnel, mais ils ouvrent des voies de recherche intéressantes. En fait, les physiciens ont créé un système de deux cristaux de temps connectés, qui sont d'étranges systèmes quantiques coincés dans une boucle infinie auxquels les lois normales de la thermodynamique ne s'appliquent pas. Si les scientifiques peuvent manipuler un système de deux cristaux temporels sans détruire ses états quantiques, ils pourraient potentiellement construire des systèmes à cristaux temporels plus grands qui seraient de véritables dispositifs informatiques.
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