Des scientifiques relient deux cristaux temporels en un seul système, qui pourrait être utile pour l’informatique quantique.

Des chercheurs ont réalisé quelque chose qui sort tout simplement d’un film de science-fiction. Pour la première fois, ils ont relié des groupes de particules isolés – appelés cristaux de temps – en un seul système évolutif qui pourrait être incroyablement utile en informatique quantique. Une équipe de physiciens, travaillant sous la direction de Samuli Autti de l’université de Lancaster, a réussi à coupler deux cristaux de temps pour créer un “système à deux états”, également appelé “système à deux niveaux”. Cela peut ouvrir une nouvelle voie pour les ordinateurs quantiques qui peuvent utiliser des cristaux de temps comme qubits.

Les cristaux de temps étaient considérés comme pratiquement impossibles à créer jusqu’à leur découverte en 2016. Ils ont été théorisés pour la première fois par le lauréat du prix Nobel Frank Wilczek en 2012. Ces cristaux de temps ont été observés en interaction pour la première fois en 2020 par la même équipe de l’université de Lancaster. Cependant, à l’époque, personne n’aurait pensé à relier ces cristaux de manière à ce qu’ils puissent être utilisés comme qubits de l’informatique quantique.

Les cristaux temporels sont semblables aux cristaux normaux, comme les métaux ou les roches, mais ils possèdent une propriété particulière. Dans les cristaux normaux, les atomes sont disposés selon une structure fixe en grille 3D. Dans les cristaux temporels, les atomes présentent des modèles de mouvement dans le temps qui ne peuvent pas être facilement expliqués par une poussée externe. Ces oscillations – appelées “tic-tac” – sont verrouillées à une fréquence régulière et particulière.

La principale raison pour laquelle la création de cristaux de temps était considérée comme impossible par les physiciens est que leurs atomes sont dans un mouvement perpétuel qui semblerait défier les lois de la physique. Cependant, la physique quantique a non seulement aidé à créer des cristaux de temps, mais les scientifiques ont également montré que ces cristaux ont le potentiel d’alimenter des dispositifs utiles.

“Tout le monde sait que les machines à mouvement perpétuel sont impossibles. Cependant, en physique quantique, le mouvement perpétuel est acceptable tant que nous gardons les yeux fermés. En nous faufilant dans cette faille, nous pouvons fabriquer des cristaux de temps”, a déclaré le physicien et auteur principal Samuli Autti de l’université de Lancaster au Royaume-Uni.

Les cristaux de temps ont été observés pour la première fois en utilisant de l’hélium-3, un isotope rare de l’hélium auquel il manque un neutron. L’équipe a refroidi l’hélium-3 superfluide à -273,15 degrés Celsius. Les chercheurs ont ensuite créé deux cristaux de temps à l’intérieur du superfluide et les ont mis en contact. Ils ont ensuite observé les deux cristaux de temps interagir.

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans le journal .