البندول العادي يتأرجح بنفس التردد الذي يُدفع به. لكن في العالم الكمي يمكن إنشاء نظام يستجيب للدفعة ببطء مضاعف أو ثلاثي أو أكثر — وكأن له إيقاعه الخاص. تُسمى هذه الأنظمة بالبلورات الزمنية المنفصلة (discrete time crystals). حتى الآن، اقتصرت几乎所有 التجارب على مضاعفة الفترة على أبسط العناصر — الكيوبتات (qubits) (المكافئ الكمي للبت بحالتين).
في العمل الجديد، جمع الفيزيائيون سلسلة من 15 كيوديت فائق التوصيل — عناصر قادرة على التواجد في ثلاث حالات، مثل مفتاح بثلاثة أوضاع. تم هز السلسلة بشكل دوري بنبضات ميكروويف، فبدأت بدورها تنبض بفترة أطول بثلاث مرات من التأثير الخارجي. وهذا هو البلورة الزمنية بتماثل $\mathbb{Z}_3$.
تعمل اللاخراجية كقائد أوركسترا يجعل جميع الجدران المجالية (domain walls) — الحدود بين المناطق ذات أطوار التذبذب المختلفة — تتحرك بتناسق. بفضل ذلك، يبقى تضاعف الفترة ثلاث مرات محفوظًا حتى مع وجود اضطراب طفيف في قوة الروابط، ولا يعتمد على كيفية بدء النظام. تفتح التجربة على الكيوديتات الطريق لدراسة مجموعة أغنى من أطوار المادة غير المتوازنة التي لم تكن متاحة سابقًا على الكيوبتات العادية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2605.14293
Periodically driven quantum many-body systems can spontaneously break discrete time-translation symmetry, realizing discrete time crystals. To date, both experimental and theoretical efforts have largely focused on the simplest case of spontaneous period-doubling in $$\mathbb{Z}_2$$ discrete time crystals realized with qubits. This owes, in part, to the challenge of stabilizing eigenstate order in higher discrete symmetry ($$\mathbb{Z}_n$$) time crystals, due to the presence of richer domain wall physics. Here, we demonstrate the realization of a $$\mathbb{Z}_3$$ discrete time crystal by implementing a Floquet chiral clock model in a chain of 15 superconducting qutrits. Unlike the conventional Ising setting, our system features a tunable chiral angle that governs domain-wall dynamics, spectral degeneracies, and crucially, the stability of time-crystalline order. Using disordered nearest-neighbor chiral interactions, we observe robust subharmonic period tripling that persists across a wide range of drive strengths and is independent of initial state. Finally, we highlight the special role that chirality plays in our $$\mathbb{Z}_3$$ discrete time crystal -- in its absence, the system's Floquet dynamics exhibit a marked initial state dependence governed by domain wall degeneracies. Our results establish native qudit hardware as a powerful platform to access a broader landscape of non-equilibrium phases.
الكيوديتات ذات الثلاث حالات تُسمى كيوتريتات (qutrits). إذا كان الكيوبت هو عملة معدنية (وجه أو نقش)، فإن الكيوتريت هو نرد يمكن أن يُظهر 1 أو 2 أو 3 نقاط.