Un risultato senza precedenti arriva dal lavoro congiunto di Google Quantum AI e un gruppo internazionale di ricercatori. Per la prima volta è stato osservato un nuovo stato quantistico della materia, mai rilevato in precedenza, grazie al processore quantistico Willow da 58 qubit. La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature.
Un nuovo stato quantistico
Gli scienziati della Technical University di Monaco, della Princeton University e di Google hanno individuato uno stato quantistico definito “Floquet topologicamente ordinato”. In termini semplici, si tratta di una fase della materia che compare solo quando un sistema non è in equilibrio, ma è soggetto a una dinamica periodica, cioè a regole che si ripetono nel tempo. Finora questo stato era rimasto solo un’ipotesi teorica. Con Willow è stato possibile ricrearlo e osservarlo direttamente in laboratorio.
Il risultato segna un punto di svolta. I sistemi di Floquet oscillano in maniera regolare, e da questo ritmo emergono forme di ordine che non compaiono nelle condizioni normali. Per verificare il fenomeno, il processore ha sfruttato un algoritmo interferometrico, capace di sondare la struttura topologica del sistema. Gli scienziati hanno così osservato la trasformazione dinamica di particelle esotiche, un comportamento previsto solo sulla carta fino a oggi.
Oltre gli stati classici della materia
Gli stati tradizionali della materia – solido, liquido e gassoso – descrivono configurazioni stabili. Ma la natura può mostrare proprietà diverse in condizioni estreme. In questi scenari, le leggi della termodinamica classica non bastano più a spiegare i comportamenti osservati. La fase Floquet rientra in questo contesto, offrendo un esempio di come un ordine stabile possa nascere proprio dal disequilibrio.
Con il chip Willow, i ricercatori hanno potuto misurare e documentare un fenomeno che finora apparteneva soltanto alle ipotesi teoriche. Questo apre nuove possibilità di studio per la fisica della materia condensata e per i sistemi fuori equilibrio, un settore in cui gli strumenti tradizionali si sono dimostrati inadeguati.
Le prestazioni di Willow
Il processore quantistico Willow non è nuovo a traguardi significativi. Già nel 2024 aveva attirato l’attenzione per aver completato calcoli in pochi minuti che avrebbero richiesto miliardi di anni a un supercomputer classico. In quell’occasione, i risultati avevano spinto alcuni fisici a considerare persino implicazioni legate al multiverso.
Con la nuova scoperta, Willow consolida il proprio ruolo come piattaforma capace di esplorare fenomeni complessi. A differenza dei supercomputer tradizionali, i processori quantistici riescono a gestire dinamiche che sfuggono alla simulazione classica. Questo li rende strumenti unici per investigare stati della materia inediti.
