في العالم الكمومي، عادة ما تدمر الضوضاء السلوك المنظم، كما تطفئ الدفع العشوائية البندول. لكن على معالجات IBM الكمومية، اكتشف الفيزيائيون العكس: فالضوضاء المهيكلة قادرة على إطالة وحتى إنشاء تذبذبات إيقاعية. يشبه ذلك بندولاً يتأرجح بقوة أكبر بفعل دفعات غير منتظمة ولكنها متسقة داخليًا. ظهر هذا التأثير عند نمذجة مادة مغناطيسية على شبكة كاغومي — نمط من مثلثات وسداسيات متشابكة، مقتبس من فن نسج السلال الياباني. لملاءمة هذه الهندسة المعقدة على شريحة ذات تخطيط اتصالات ثابت، أضاف العلماء كيوبتات مساعدة إضافية. تقدم أخطاؤها الحتمية اضطرابًا مضبوطًا — انقلابات عشوائية في التفاعلات المغناطيسية، مما يمنع النظام من التجمد في الفوضى ويحافظ على إيقاع واضح، يشبه إشارات النباض، لكنه يولد على طاولة المختبر، لا في الفضاء. هذه البلورة الزمنية «تتكتك» بتردد نصف تردد الضخ الخارجي، وليست آلة حركة دائمة. في ظروف معينة، تركز الإيقاع عند حواف الشبكة. يحول المبدأ الأخطاء من أعداء إلى حلفاء، كما أن الوصول السحابي إلى معالجات IBM يجعل التجارب مفتوحة للكثيرين.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2510.13577
Floquet many-body phases such as discrete time crystals (DTCs) are typically fragile to imperfections, and stabilizing them on noisy quantum hardware remains a central challenge in nonequilibrium quantum physics. Here, we use IBM Eagle and Heron superconducting processors to implement Floquet dynamics of a kicked Ising model on two-dimensional Kagome lattices, engineered via ancilla-assisted embeddings into the heavy-hex connectivity of the devices. By combining error-mitigated measurements on quantum hardware with matrix-product-state simulations incorporating an ancilla-noise model constructed from experimental device data, we observe long-lived subharmonic magnetization oscillations that are stabilized -- rather than destroyed -- by structured quantum noise. Across different two-dimensional lattice geometries, increasing cases beyond Kagome lattices, and with or without boundary symmetry-charge pumping, ancilla errors effectively act as spatiotemporal disorder that induces stochastic sign flips of the Ising couplings, providing a unified mechanism for robust period-doubling responses. When symmetry-charge pumping is present, intrinsic boundary-localized $$\pi$$ modes cooperate with this disorder to yield a boundary-assisted DTC characterized by suppressed scrambling and sharply localized dynamics. In contrast, in implementations without pumping, the noiseless dynamics rapidly thermalize and exhibit no subharmonic order, whereas the same noise process alone generates a DTC-like long-lived subharmonic response over experimentally accessible time windows. These results identify engineered ancilla noise as a practical control knob for inducing, stabilizing, and geometrically tailoring nonequilibrium dynamical order on scalable superconducting quantum processors.
اقترح مفهوم البلورات الزمنية لأول مرة الفيزيائي فرانك ويلتشيك في عام 2012، واعتبرها الكثيرون في البداية مخالفة لقوانين الفيزياء.
تتشابه فكرة البلورات الزمنية مع قصص الخيال العلمي عن آلات الزمن أو آلات الحركة الدائمة، لكنها في الواقع تحتاج إلى تغذية دورية.