«Его не трогают, а он дрожит»: физики создали кристалл, нарушающий законы времени

Физики впервые создали двумерный кристалл времени — материю, которая ведёт себя так, будто законы физики для неё не существуют. Представьте себе желе, которое дрожит само по себе без остановки, и никто его не трогает — примерно так работает этот странный объект.

Обычные кристаллы, вроде алмаза или соли, имеют структуру, которая повторяется в пространстве. Кристаллы времени устроены иначе: их структура повторяется во времени. Частицы постоянно переключаются между состояниями и возвращаются в исходную точку через равные промежутки. Самое поразительное, что это происходит без потребления какой-либо энергии.

До сих пор учёные создавали такие кристаллы только в одномерном варианте, то есть это были простые цепочки частиц. Сделать двумерный оказалось намного сложнее: чем больше измерений, тем легче система разрушается и превращается в хаос.

Исследователи использовали мощный квантовый процессор IBM, управляя 144 квантовыми битами, выстроенными в шестиугольную решётку. Между частицами создали особый вид связи, позволивший системе сопротивляться хаосу. Периодические импульсы заставляли частицы менять состояние, но система не разваливалась, а входила в стабильный ритм.

В результате выяснилось неожиданное: когда все частицы направили в одну сторону, система проявила аномальную устойчивость. Она сохраняла ритм даже при сильных возмущениях благодаря феномену «квантовых шрамов».

Результаты опубликованы в Nature Communications. Учёные утверждают, что теперь у них есть инструмент для изучения экзотических состояний материи, а это может привести к созданию сверхточных квантовых датчиков и защищённых систем хранения информации.