Po prvi put, fizičari su uspeli da transformišu kvantni računar u oblik materije koji izgleda da se suprotstavlja uobičajenim zakonima fizike. Ovaj napredak predstavlja potencijalni korak napred ka praktičnijoj primeni kvantnog računarstva. Kvantni računari nude mogućnost da se prošire vrste algoritama koji mogu biti izvršeni brzo i efikasno, što bi značajno ubrzalo istraživanja u različitim oblastima, uključujući fiziku čestica, farmakologiju i meteorologiju.
Iako su postignuti značajni pomaci u razvoju osnova ove tehnologije, povećanje kompleksnosti tehnologije dovodi do pojave grešaka kao glavne prepreke. Korišćenjem eksperimentalnog pristupa koji omogućava kvantnom računaru da funkcioniše kao stabilan oblik vremenskog kristala, tim fizičara iz Kine i SAD se nada da će tehnologija postati manje podložna greškama kako se razvija.
Vremenski kristali su grupacije čestica koje pokazuju ponavljajuće obrasce kretanja. Dok se uobičajeni kristali, poput dijamanta i kvarca, odlikuju oblicima koji se ponavljaju u trodimenzionalnom prostoru, vremenski kristali se povremeno kreću poput klatna, udarajući kroz vreme.
Ono što ih čini jedinstvenima je njihova sposobnost da to rade bez potrebe za spoljašnjim uticajem ili čak suprotno od toga. Vremenski kristali osciliraju u svom najstabilnijem energetskom stanju autonomno, slično detetu koje se ljulja u svom zamahu, suprotstavljajući se repetitivnim guranjima od strane roditelja.
Koncept vremenskih kristala, predložen od strane poznatog fizičara Franka Wilczeka 2012. godine, prvobitno je bio dočekan s skepticizmom. Međutim, od tada su eksperimentalno dokazani različiti sistemi sa ponašanjem sličnim vremenskim kristalima, pružajući inženjerima novi alat za merenje i oblikovanje sveta, kao i potencijalno rešenje za tačnost u kvantnom računarstvu.
Dok je klasično računarstvo ograničeno na logiku zasnovanu na korišćenju binarnih cifara 1 i 0, kvantni računari koriste kvantne bitove (kubite) koji su bolje prilagođeni za jedinstvene vrste proračuna. Ovi kubiti predstavljaju neodređenu mogućnost, slično rasporedu karata na stolu pre nego što diler otkrije boju. Kao što brojač karata može iskoristiti kvote u svoju korist, kvantno računarstvo koristi inherentne mogućnosti kubita za izvođenje proračuna. Kombinovanjem kubita putem njihovog povezivanja, stvara se širi spektar mogućnosti, prilagođavajući šanse na sve korisnije načine.
Nažalost, kubiti se mogu ispreplesti sa gotovo bilo čim u svom okruženju, što može poremetiti proračune i dovesti do grešaka. Povećanje broja kubita na hiljade dramatično povećava verovatnoću da se neželjeni šum uvuče u sistem.
Vremenski kristali su ranije predlagani kao moguće rešenje za smanjenje kvantnih grešaka, iako je prelazak sa teorije na praktičnu primenu bio izazovan. Jedan tip vremenskog kristala, poznat kao „topološki“, ima određene prednosti u odnosu na druge oblike. Dok izolovane oscilacije mogu pokazivati karakteristike vremenskog kristala unutar određene oblasti čestica koje se ponavljaju u prostoru, topološki vremenski kristal prikazuje zamah klatna kao opštu karakteristiku celog sistema, zahvaljujući fenomenu kvantnog ispreplitanja.
Ovakvo generalizovano širenje oscilacija je manje podložno lokalnim smetnjama, održavajući zamah klatna u savršenom kretanju čak i kada su izolovane oblasti unutar sistema izložene spoljašnjim silama.
Istraživanjem visoko stabilnog oblika superprovodnog kvantnog računarstva kako bi pokazali topološko ponašanje vremenskog kristala, tim istraživača je otkrio da je izvodljivo stvoriti kvantni sistem koji je manje podložan smetnjama. Ovaj sistem bi mogao da se efikasno nosi sa nivoom simulirane buke u okruženju, održavajući relativnu stabilnost. Takođe, eksperiment je nagovestio mogućnost korišćenja sličnih supravodljivih kola za istraživanje oblasti neravnotežnog kretanja koje su karakteristične za vremenske kristale.
Ova studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
