Tinh thể giả thời gian: Một pha vật chất mới cho các ứng dụng lượng tử

Trong một thành tựu đột phá, các nhà vật lý tại Đại học Washington ở St. Louis đã tạo ra một "tinh thể giả thời gian", một pha vật chất mới thách thức sự hiểu biết thông thường về thời gian và chuyển động. Không giống như các tinh thể thông thường có các mẫu không gian lặp đi lặp lại, tinh thể thời gian thể hiện các mẫu lặp đi lặp lại theo thời gian, dao động ở tần số không đổi. Nghiên cứu này, được công bố trên Physical Review X, đánh dấu một tiến bộ đáng kể kể từ khi tinh thể thời gian đầu tiên được tạo ra vào năm 2016. Nhóm WashU đã xây dựng các tinh thể giả của họ bên trong một viên kim cương có kích thước milimet, bắn phá nó bằng các chùm tia nitơ để tạo ra các khoảng trống có kích thước nguyên tử. Các electron chiếm các không gian này tương tác một cách lượng tử, tạo thành tinh thể giả thời gian, có kích thước khoảng một micromet. Các xung vi sóng khởi tạo các nhịp điệu bên trong các tinh thể giả này, thiết lập trật tự theo thời gian. Các tinh thể thời gian và tinh thể giả có tiềm năng cho các ứng dụng đa dạng. Độ nhạy của chúng đối với các lực lượng lượng tử, chẳng hạn như từ tính, cho thấy việc sử dụng chúng làm cảm biến lượng tử lâu dài không cần sạc lại. Chúng cũng cung cấp một cách tiếp cận mới để tính thời gian chính xác, có khả năng vượt qua sự ổn định của các bộ dao động tinh thể thạch anh. Hơn nữa, các tinh thể thời gian có thể cách mạng hóa điện toán lượng tử bằng cách cung cấp bộ nhớ lượng tử dài hạn, tương tự như RAM lượng tử. Mặc dù công nghệ này vẫn còn xa vời, nhưng việc tạo ra một tinh thể giả thời gian thể hiện một bước tiến quan trọng.