Time Crystal: la computadora cuántica de Google crea un nuevo estado de la materia – 31/07/2021
Según un estudio publicado recientemente, la computadora cuántica de Google se utilizó para crear un «cristal de tiempo»: un nuevo estado de la materia que desafía las leyes de la termodinámica. A pesar del nombre, no tiene nada que ver con el viaje en el tiempo, como podrían pensar los fanáticos de las series Devs o Avengers, sino con el movimiento.
Durante aproximadamente una década, los científicos han teorizado sobre estos cristales. Estos son sistemas que operan continuamente, incluso si están desequilibrados. A diferencia de otras formas de materia, sus átomos cambian constantemente.
Pero nunca fue posible probar que pudieran existir en el mundo real. La nueva investigación, desarrollada por investigadores de Google y las universidades de Princeton y Stanford, entre otras, indica que se ha logrado lo que parecía imposible.
El estudio se presentó esta semana., como una publicación previa, es decir, siempre pasará por la fase de revisión por pares, antes de ser publicada oficialmente. Por lo tanto, todavía se puede cambiar o incluso refutar.
¿Qué es un cristal de tiempo?
Primero, necesitamos entender qué es un cristal para la física: un objeto con átomos dispuestos para crear un patrón repetitivo (a diferencia de un líquido, por ejemplo, en el que las moléculas están distribuidas de manera desigual) formando redes secuenciales. Son estructuras extremadamente organizadas, como granos de sal o nieve.
Ahora piense en un cristal cuyo patrón no se repite en cada distancia definida, sino en cada momento definido. Sería el cristal del tiempo. Es como un corazón que late perpetuamente, sin gastar energía, rompiendo la segunda ley de la termodinámica.
El movimiento no se genera por energía almacenada, sino por rupturas de simetría en un fluido. El concepto fue propuesto en 2012 por el físico estadounidense Frank Wilczek, ganador del Premio Nobel de Física.
Esencialmente, un cristal de tiempo se compone de tres elementos principales: Primero, una fila de partículas, cada una con su propia orientación magnética, está atrapada en una mezcla de diferentes configuraciones de energía. A esto se le llama el «problema de múltiples cuerpos».
Luego, las orientaciones de estas partículas se invierten, creando una versión en espejo de cada una. Finalmente, está la aplicación de luz láser, cambiando los estados, de normal a espejo y de adelante hacia atrás, pero sin usar la energía del láser en sí. El resultado se conoce como Time Crystal of Floquet, lanzado en 2016.
La computadora cuántica de Google, conocida como Sycamore, usó un chip con 20 de sus kibits, o partículas cuánticas controlables, que pueden mantener dos estados simultáneamente. Al ajustar la fuerza de la interacción entre los kibits, los investigadores pudieron aleatorizar las interacciones y lograr el estado de múltiples cuerpos. Las microondas luego reflejaron y «volvieron a reflejar» las partículas.
¿Y ahora?
Todavía no está claro exactamente qué avances teóricos ha logrado la investigación, o cuáles son las posibles aplicaciones de un cristal de tiempo. Por ahora, dicen los investigadores, esta es otra demostración más del potencial de las computadoras cuánticas: una tecnología innovadora, aún en desarrollo.
Según Wilczek, si se produjeran, los cristales nos permitirían medir el tiempo y la distancia con extrema precisión. También podrían revolucionar la tecnología cuántica, las telecomunicaciones, la minería e incluso la comprensión del universo.
