أنتج الباحثون أكثر بلورات الزمن تعقيدًا حتى الآن باستخدام حاسوب كمي فائق التوصيل من IBM. يعيد هذا المادة الكمية ثنائية الأبعاد هيكله في الزمن، متداولًا عبر التكوينات إلى أجل غير مسمى. يتقدم هذا الإنجاز في فهم الأنظمة الكمية وإمكانياتها لتصميم المواد.
تختلف بلورات الزمن عن البلورات التقليدية، التي تتميز بأنماط ذرية متكررة في الفضاء. بدلاً من ذلك، تظهر بلورات الزمن نمطًا يتكرر مع مرور الزمن، محافظة على تكويناتها دون إدخال طاقة خارجية، طالما أن التداخل البيئي ضئيل. نيكولاس لورنتي في مركز دونوستيا الدولي للفيزياء في إسبانيا، مع زملائه، استخدم 144 كيوبيت فائق التوصيل في ترتيب على شكل خلايا نحل في حاسوب كمي من IBM. يحاكي كل كيوبيت جسيمًا ذا سبان كمي، مشابهًا للمكونات في المواد الكمية مثل المغناطيسات. من خلال تعديل التفاعلات بين هذه الكيوبيتات مع مرور الزمن بنماذج قوة محددة، أنشأ الفريق بلورة زمنية ثنائية الأبعاد —أكثر تعقيدًا من الإصدارات أحادية الأبعاد السابقة. مكّن هذا الإعداد الباحثين من رسم خريطة مخطط الطور للنظام، موضحًا جميع الحالات الممكنة تحت ظروف متغيرة، مشابهًا لكيفية إشارة مخطط طور الماء إلى الطور الصلب أو السائل أو الغازي بناءً على درجة الحرارة والضغط. جمي غارسيا في IBM، غير مشارك في الدراسة، لاحظ أن هذا العمل «قد يكون الأول في العديد من الخطوات التي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى مساعدة الحواسيب الكمية في تصميم مواد جديدة بناءً على صورة أكثر اكتمالًا لجميع الخصائص الممكنة التي يمكن أن يمتلكها نظام كمي، بما في ذلك تلك الغريبة مثل بلورات الزمن». أثبتت المعادلات الأساسية تعقيدًا كبيرًا جدًا للحواسيب التقليدية دون تقريبات، مما يبرز مزايا الحوسبة الكمية. ومع ذلك، تطلب الأخطاء الكمية التحقق المتقاطع بطرق كلاسيكية لتقييم الموثوقية. علق بياو هوانغ في جامعة الأكاديمية الصينية للعلوم: «الأنظمة ثنائية الأبعاد صعبة جدًا عمليًا في المحاكاة عدديًا، لذا يجب أن توفر المحاكاة الكمية واسعة النطاق بأكثر من 100 كيوبيت نقطة مرجعية للبحوث المستقبلية». يربط هذا التقدم بلورات الزمن بتطبيقات في الحساسات الكمية ويعمق الرؤى في المادة الكمية. تظهر النتائج في Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-67787-1).