Pesquisadores produziram o cristal de tempo mais intricado até o momento usando um computador quântico supercondutor da IBM. Este material quântico bidimensional repete sua estrutura no tempo, ciclizando através de configurações indefinidamente. A conquista avança o entendimento de sistemas quânticos e seu potencial para design de materiais.
Cristais de tempo diferem de cristais tradicionais, que apresentam padrões atômicos repetidos no espaço. Em vez disso, cristais de tempo exibem um padrão que se repete no tempo, mantendo suas configurações sem entrada de energia externa, desde que a interferência ambiental seja mínima. Nicolás Lorente no Donostia International Physics Center na Espanha, juntamente com colegas, utilizou 144 qubits supercondutores em um arranjo em favo de mel em um computador quântico da IBM. Cada qubit simulava uma partícula com spin quântico, semelhante a componentes em materiais quânticos como ímãs. Ao modular as interações entre esses qubits ao longo do tempo com padrões de força específicos, a equipe gerou um cristal de tempo bidimensional — mais complexo que versões unidimensionais anteriores. Essa configuração permitiu que os pesquisadores mapeassem o diagrama de fases do sistema, ilustrando todos os estados possíveis sob condições variadas, semelhante a como um diagrama de fases da água indica fases sólida, líquida ou gasosa com base em temperatura e pressão. Jamie Garcia na IBM, não envolvido no estudo, observou que este trabalho “pode ser o primeiro de muitos passos que poderiam eventualmente levar a computadores quânticos ajudando a projetar novos materiais com base em uma visão mais completa de todas as propriedades possíveis que um sistema quântico pode ter, incluindo as tão estranhas quanto cristais de tempo”. As equações subjacentes se mostraram complexas demais para computadores convencionais sem aproximações, destacando as vantagens da computação quântica. No entanto, erros quânticos exigiram verificação cruzada com métodos clássicos para avaliar a confiabilidade. Biao Huang na University of Chinese Academy of Sciences comentou: “Sistemas bidimensionais são praticamente muito desafiadores de simular numericamente, então a simulação quântica em grande escala com mais de 100 qubits deve fornecer um ponto de ancoragem para pesquisas futuras”. Esse progresso liga cristais de tempo a aplicações em sensores quânticos e aprofunda as percepções sobre matéria quântica. Os achados aparecem em Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-67787-1).