Apabila elektrik melalui kristal kuarza, dorongan dihasilkan dengan mana anda dapat menyesuaikan jam. Sebaliknya, setelah mula mencairkan kristal masa, seseorang dapat menembus rahsia alam semesta yang paling dalam.
Sekumpulan penyelidik di Jepun telah menunjukkan bahawa asas kuantum zarah, disusun seperti kristal masa, secara teorinya dapat digunakan untuk mewakili beberapa rangkaian yang agak kompleks, dari otak manusia ke Internet, ketika ia pecah.
“Di dunia klasik, ini tidak mungkin berlaku kerana memerlukan sejumlah besar kuasa pengkomputeran,” kata Martha Estarellas, jurutera pengkomputeran kuantum di Institut Informatik Nasional (NII) di Tokyo.
“Kami tidak hanya menawarkan metode baru untuk mewakili dan memahami proses kuantum, tetapi juga perspektif baru pada komputer kuantum.”
Sejak pertama kali digambarkan secara teoritis pada tahun 2012 oleh pemenang Nobel Frank Wilczek, kristal masa telah mencabar asas-asas fizik.
Versi keadaan jirim ini serupa dengan gerakan yang berterusan – zarah-zarah disusun semula secara berkala, tanpa memakan atau kehilangan tenaga, mengulangi diri mereka pada waktunya.
Ini kerana tenaga haba yang dibahagi oleh atom konstituennya tidak dapat masuk ke keseimbangan dengan latar belakang.
Rasanya seperti secawan teh panas yang tetap sedikit lebih panas daripada persekitaran tidak kira berapa lama ia berada di atas meja anda. Cuma, kerana tenaga dalam gumpalan jirim ini tidak dapat digunakan di tempat lain, teori kristal masa mengelak melanggar undang-undang fizikal.
Beberapa tahun yang lalu, ahli fizik eksperimen berjaya meletakkan garis ion ytterbium sedemikian rupa sehingga, ketika diterangi oleh laser, putaran elektron mereka yang terjerat dilemparkan keluar dari keseimbangan dengan cara ini.
Tingkah laku serupa telah diperhatikan dalam bahan lain, yang telah memberikan pandangan baru tentang bagaimana interaksi kuantum dapat berkembang dalam sistem partikel yang terjerat.
Mengetahui bahawa ada tingkah laku seperti kristal adalah baik. Soalan seterusnya ialah: bolehkah kita menggunakan keunikan mereka untuk sesuatu yang praktikal?
Dalam kajian baru, menggunakan satu set alat untuk memetakan perubahan yang berpotensi di lokasi kristal waktu (seperti yang ditunjukkan dalam video di bawah), para penyelidik menunjukkan bagaimana pemusnahan diskrit peranti kristal masa – mencairkannya – meniru kategori rangkaian yang sangat kompleks.
“Jenis rangkaian ini tidak biasa atau rawak, tetapi mengandungi struktur topologi bukan sepele yang terdapat dalam banyak sistem biologi, sosial dan teknologi,” tulis para penyelidik dalam laporan mereka.
Menyimulasikan sistem yang begitu kompleks pada komputer super mungkin memerlukan jangka masa yang lama dan sejumlah besar peralatan dan tenaga, jika mungkin.
Walau bagaimanapun, pengkomputeran kuantum didasarkan pada cara yang berbeza untuk melakukan pengiraan – menggunakan matematik kebarangkalian yang wujud dalam keadaan jirim yang disebut 'qubits' sebelum pengukuran.
Kombinasi qubit yang tepat, disusun sebagai kristal waktu berayun bolak-balik, dapat mewakili isyarat yang bergerak melalui rangkaian neuron yang besar, hubungan kuantum antara molekul, atau komputer yang saling berkomunikasi di seluruh dunia.
“Dengan menggunakan kaedah multi-qubit ini, anda dapat mensimulasikan rangkaian kompleks dengan ukuran keseluruhan Internet global,” kata ahli fizik teori NII Kae Nemoto.
Menerapkan apa yang kita pelajari tentang kristal waktu ke bentuk teknologi yang berkembang ini dapat memberi kita cara baru untuk memetakan dan memodelkan apa saja dari ubat baru hingga komunikasi masa depan.
Bagaimanapun, kita hampir tidak menyentuh potensi keadaan baru ini. Berdasarkan kajian seperti ini, kita dapat memastikan bahawa masa berada di sisi kita ketika datang ke masa depan pengkomputeran kuantum.
Penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
