КОНФЕРЕНЦІЇ ВНТУ електронні наукові видання, 
Молодь в науці: дослідження, проблеми, перспективи (МН-2026)

Розмір шрифта: 
ЧАСОВІ КРИСТАЛИ: НОВА ФАЗА МАТЕРІЇ ТА ПЕРСПЕК-ТИВИ ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ У КВАНТОВИХ ТЕХНОЛОГІЯХ.
Дар'я Бігун, Володимир Валерійович Мартинюк

Остання редакція: 2026-05-27

Анотація


Досліджено теоретичні засади та фізичну природу часових кристалів як унікальної нерівноважної фази матерії, що базується на спонтанному порушенні часової симетрії. Проаналізовано математичний формалізм систем Флоке та механізм багаточастинкової локалізації, який забезпечує стабільність системи проти теплового руйнування. Особливу увагу приділено огляду ключових експериментальних реалізацій, зокрема на базі квантового процесора Sycamore компанії Google, а також сучасним проривам у створенні макроскопічних часових кристалів у структурах алмазу при кімнатній температурі. Визначено перспективні напрями практичної інтеграції часових кристалів у реальні пристрої для створення завадостійкої квантової пам'яті, надточних годинників та чутливих сенсорів нового покоління.
Abstract
The theoretical foundations and physical nature of time crystals as a unique non-equilibrium phase of matter based on spontaneous time translation symmetry breaking are investigated. The mathematical formalism of Floquet systems and the mechanism of many-body localization, which ensures the system's stability against thermal death, are analyzed. Special attention is paid to reviewing key experimental realizations, particularly on Google's Sycamore quantum processor, as well as recent breakthroughs in creating macroscopic room-temperature time crystals within diamond structures. Promising directions for the practical integration of time crystals into real-world devices to develop noise-resistant quantum memory, ultra-precise clocks, and next-generation sensitive sensors are identified.

Ключові слова


часові кристали; системи Флоке; спонтанне порушення симетрії часу; багаточастинкова локалізація; квантовий процесор Sycamore; квантова пам'ять

Посилання


1. Wilczek, F. Quantum time crystals. Physical Review Letters. 2012. Vol. 109. P. 160401. URL: https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/76209 (дата звернення: 10.05.2026)

2. Khemani, V., Moessner, R., & Sondhi, S. L. A brief history of time crystals. Nature Physics. 2019. Vol. 15. P. 1187–1191. URL: https://www.researchgate.net/publication/336796792_A_Brief_History_of_Time_Crystals (дата зве-рнення: 10.05.2026)

3. Google Quantum AI. Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor. Nature. 2021. Vol. 601. P. 531–536. URL: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04257-w (дата звернення: 10.05.2026)

4. Dortmund Physicists Develop Highly Robust Time Crystal. TU Dortmund University. 2024. URL: https://physik.tu-dortmund.de/en/newsdetail/dortmund-physicists-develop-ultra-robust-time-crystal-39179/ (дата звернення: 10.05.2026)

5. Scientists connect "time crystal" to real device in quantum breakthrough. ScienceDaily. 2026. URL: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/05/260504154024.htm (дата звернення: 10.05.2026)

6. Observing time crystals. University of Melbourne. URL: https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/observing-time-crystals. (дата звернення: 10.05.2026)

Повний текст: PDF