Gli scienziati dell’Università di Melbourne hanno creato il cristallo temporale più grande fino ad oggi programmandone uno in una simulazione in un computer quantistico con 57 qubit, l’equivalente quantistico di un bit binario in un normale computer. Ciò rappresenta un miglioramento di quasi un fattore tre rispetto all’ultima simulazione rivoluzionaria, come dettagliato nella ricerca pubblicata sulla rivista Science Advances.
Ma cosa significa veramente il cristallo temporale più grande di sempre nel contesto dell’informatica quantistica?
Innanzitutto, dovremmo definire alcuni termini. L’informatica quantistica è un ramo della meccanica quantistica, che è un modo di comprendere il mondo sulla scala degli elettroni. Visti estremamente da vicino, gli atomi e le loro particelle si comportano in un certo modo quando vengono osservati rispetto a quando svolgono le loro normali attività. Pensala come la mette il fisico Sean Carroll nel suo libro The Big Picture: la meccanica quantistica è come la mano di poker nascosta di un avversario. Può dire di aver vinto, ma non sai esattamente con cosa finché non gira le carte.
I cristalli temporali sono un caso speciale della meccanica quantistica concepito per la prima volta dieci anni fa, riferisce Science , quando il vincitore del Premio Nobel e fisico teorico Frank Wilczek si chiese se gli schemi degli atomi che formano i cristalli potessero in qualche modo aver luogo nel tempo piuttosto che nello spazio. E se il tempo potesse organizzarsi nello stesso modo, quasi insondabilmente ordinato, come fanno gli atomi all’interno di un cristallo elementare?
Uno dei maggiori vantaggi del cristallo temporale teorico è che, per come concepito da Wilczek, non utilizzano alcuna energia poiché gli elettroni cambiano nel tempo. Ciò si traduce in una fase speciale della materia che sembra violare la prima legge del moto di Newton, mettendo i cristalli temporali nella stessa categoria dei superconduttori. Questi sono materiali in condizioni speciali, come la materia di raffreddata vicino allo zero assoluto, dove perdono tutta la resistenza all’attraversamento degli elettroni. Anche i superconduttori sono un fenomeno quantistico.
Sebbene Wilczek abbia concepito i cristalli del tempo nel 2012, ci è voluto fino al 2016 perché qualcuno applicasse il concetto nella vita reale. A quel tempo, gli scienziati si resero conto che potevano usare i qubit (particelle artificiali collegate a fenomeni quantistici) per simulare quelli che i ricercatori chiamavano cristalli del tempo. Da lì, sono partiti i test, disponendo piccole quantità di qubit in configurazioni di cristalli temporali e quindi aggiungendo sempre più qubit.
Nei loro esperimenti, gli scienziati dell’Università di Melbourne hanno utilizzato il calcolo remoto per accedere a un computer quantistico IBM negli Stati Uniti. Sono stati in grado di apportare modifiche ai singoli qubit nel sistema e quindi utilizzare forti impulsi magnetici per riunificare il campo in un grande cristallo temporale. Il sistema era anche apparentemente immune a impulsi magnetici minori, il che significa che il cristallo interagiva in questo modo solo quando gli scienziati lo desideravano davvero, non con un qualsiasi impulso casuale.
