Các nhà nghiên cứu hợp tác với Google có thể vừa sử dụng máy tính lượng tử của gã khổng lồ công nghệ để tạo ra một pha vật chất hoàn toàn mới - tinh thể thời gian.
Với khả năng di chuyển vô hạn giữa hai trạng thái mà không mất năng lượng, các tinh thể thời gian trốn tránh một trong những định luật vật lý quan trọng nhất, định luật nhiệt động lực học thứ hai, phát biểu rằng sự hỗn loạn hay entropy của một hệ cô lập phải luôn tăng.
Những tinh thể tạm thời kỳ lạ này vẫn ổn định, chống lại bất kỳ sự hòa tan nào thành ngẫu nhiên, mặc dù ở trạng thái thay đổi liên tục. Sự tồn tại của pha vật chất mới kỳ lạ này cực kỳ thú vị đối với các nhà vật lý, đặc biệt là kể từ khi sự tồn tại của các tinh thể thời gian được dự đoán lần đầu tiên chỉ 9 năm trước.
Theo một bài báo nghiên cứu, các nhà khoa học có thể tạo ra một tinh thể thời gian trong khoảng 100 giây bằng cách sử dụng qubit (phiên bản điện toán lượng tử của một bit máy tính truyền thống) bên trong lõi của bộ xử lý lượng tử Sycamore của Google. Bên trong "chiếc hộp" Google Sycamore, chúng ta có thể thấy các qubit của bộ xử lý lượng tử giống như đồng xu của chúng ta. Giống như đồng xu có thể là mặt ngửa hoặc mặt sấp, qubit có thể là 1 hoặc 0 – hai vị trí có thể có trong hệ thống hai trạng thái – hoặc một sự kết hợp kỳ lạ giữa xác suất của cả hai trạng thái, được gọi là sự chồng chất. Điều kỳ lạ về tinh thể thời gian là không có lượng dao động hoặc chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác có thể thay đổi qubit của tinh thể thời gian sang trạng thái có năng lượng thấp nhất, đó là một cấu hình ngẫu nhiên, chúng chỉ có thể lật nó từ trạng thái ban đầu sang trạng thái khác rồi quay lại. Theo nghĩa này, tinh thể thời gian giống như một con lắc không ngừng đung đưa.
Thử nghiệm của Google có thể sẽ vẫn là cách tốt nhất để nghiên cứu tinh thể thời gian trong tương lai gần. Trong khi nhiều dự án khác đã thành công trong việc tạo ra thứ có vẻ như là tinh thể tạm thời một cách thuyết phục bằng các phương tiện khác – với kim cương, helium-3 siêu lỏng, quasiparticles và với chất ngưng tụ Bose-Einstein – phần lớn, các tinh thể được tạo ra trong các thiết lập này tiêu tan quá nhanh để nghiên cứu chi tiết.
Tính mới về mặt lý thuyết của tinh thể theo một nghĩa nào đó là con dao hai lưỡi, vì các nhà vật lý hiện đang cố gắng tìm ra những ứng dụng rõ ràng cho chúng, chẳng hạn, chúng có thể được sử dụng làm cảm biến có độ chính xác cao hoặc để phát triển máy tính lượng tử.
Đọc thêm: