Investigadores han producido el cristal de tiempo más intrincado hasta la fecha utilizando un ordenador cuántico superconductor de IBM. Este material cuántico bidimensional repite su estructura en el tiempo, ciclándose a través de configuraciones indefinidamente. El logro avanza en la comprensión de los sistemas cuánticos y su potencial para el diseño de materiales.
Los cristales de tiempo se diferencian de los cristales tradicionales, que presentan patrones atómicos repetidos en el espacio. En cambio, los cristales de tiempo exhiben un patrón que se repite en el tiempo, manteniendo sus configuraciones sin entrada de energía externa, siempre que la interferencia ambiental sea mínima. Nicolás Lorente en el Donostia International Physics Center en España, junto con colegas, utilizó 144 qubits superconductoras en una disposición en panal en un ordenador cuántico de IBM. Cada qubit simulaba una partícula con espín cuántico, similar a componentes en materiales cuánticos como los imanes. Al modular las interacciones entre estos qubits a lo largo del tiempo con patrones de fuerza específicos, el equipo generó un cristal de tiempo bidimensional, más complejo que las versiones unidimensionales anteriores. Esta configuración permitió a los investigadores mapear el diagrama de fases del sistema, ilustrando todos los estados posibles bajo condiciones variables, similar a cómo un diagrama de fases del agua indica las fases sólida, líquida o gaseosa en función de la temperatura y la presión. Jamie Garcia en IBM, no involucrado en el estudio, señaló que este trabajo «puede ser el primero de muchos pasos que podrían llevar eventualmente a que los ordenadores cuánticos ayuden a diseñar nuevos materiales basados en una visión más completa de todas las propiedades posibles que puede tener un sistema cuántico, incluidas las tan extrañas como los cristales de tiempo». Las ecuaciones subyacentes resultaron demasiado complejas para ordenadores convencionales sin aproximaciones, destacando las ventajas de la computación cuántica. Sin embargo, los errores cuánticos requirieron verificación cruzada con métodos clásicos para evaluar la fiabilidad. Biao Huang en la University of Chinese Academy of Sciences comentó: «Los sistemas bidimensionales son prácticamente muy desafiantes de simular numéricamente, por lo que la simulación cuántica a gran escala con más de 100 qubits debería proporcionar un punto de anclaje para futuras investigaciones». Este progreso vincula los cristales de tiempo con aplicaciones en sensores cuánticos y profundiza las ideas sobre la materia cuántica. Los hallazgos aparecen en Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-67787-1).