Scientists Link 2 Time Crystals Into Single System, Can Be Useful for Quantum Computing

Les scientifiques relient 2 cristaux de temps en un seul système, peuvent être utiles pour l’informatique quantique

Les chercheurs ont réalisé quelque chose qui est tout simplement sorti d’un film de science-fiction. Pour la première fois, ils ont lié des groupes isolés de particules – connus sous le nom de cristaux temporels – en un système unique et évolutif qui pourrait être incroyablement utile en informatique quantique. Une équipe de physiciens, travaillant ensemble sous la direction de Samuli Autti de l’Université de Lancaster, a couplé avec succès deux cristaux temporels pour créer un « système à deux états », également appelé « système à deux niveaux ». Cela peut ouvrir une nouvelle voie aux ordinateurs quantiques qui peuvent utiliser des cristaux de temps comme qubits.

Les cristaux de temps, considérés comme pratiquement impossibles à créer jusqu’à leur découverte en 2016. Ils ont été théorisés pour la première fois par le lauréat du prix Nobel Frank Wilczek en 2012. Ces cristaux de temps ont été observés en interaction pour la première fois en 2020 par la même équipe de l’Université de Lancastre. Pourtant, à l’époque, personne n’aurait pensé à lier ces cristaux de manière à ce qu’ils puissent être utilisés comme qubits issus de l’informatique quantique.

Les cristaux de temps sont similaires aux cristaux normaux, comme les métaux ou les roches, mais possèdent une propriété spéciale. Dans les cristaux normaux, les atomes sont disposés dans une structure de grille 3D fixe. Dans les cristaux de temps, les atomes montrent des modèles de mouvement dans le temps qui ne peuvent pas être facilement expliqués par une poussée externe. Ces oscillations – appelées « tic-tac » – sont verrouillées sur une fréquence régulière et particulière.

La principale raison pour laquelle les physiciens croyaient que la création de cristaux de temps était considérée comme impossible est que leurs atomes sont dans un mouvement perpétuel qui semblerait défier les lois de la physique. Cependant, la physique quantique a non seulement aidé à créer des cristaux de temps, mais les scientifiques ont également montré que ces cristaux avaient le potentiel d’alimenter des appareils utiles.

« Tout le monde sait que les machines à mouvement perpétuel sont impossibles. Cependant, en physique quantique, le mouvement perpétuel est acceptable tant que nous gardons les yeux fermés. En nous faufilant à travers cette fissure, nous pouvons créer des cristaux de temps », a déclaré le physicien et auteur principal Samuli Autti de Lancaster. Université au Royaume-Uni.

Les cristaux de temps ont été observés pour la première fois en utilisant de l’hélium-3, un isotope rare de l’hélium avec un neutron manquant. L’équipe a refroidi l’hélium-3 superfluide à -273,15 degrés Celsius. Les chercheurs ont ensuite créé deux cristaux de temps à l’intérieur du superfluide et les ont mis en contact. Ils ont ensuite observé les deux cristaux de temps interagir.

Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans la revue Communication Nature.


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