En ny fase av materie ble lagt merke til i en kvantedatamaskin: under et eksperiment rettet fysikere lys mot qubits ved å bruke et opplegg inspirert av Fibonacci-sekvensen. I følge fysiker Philip Dumitrescu fra Flatiron Institute er dette arbeidet en helt ny måte å forstå fasene i materien på.
Qubitene som utgjør en kvantedatamaskin blir lett viklet inn, og dette fører til feil. En multitaktisk tilnærming er nødvendig for å forbedre påliteligheten til qubits. Å sikre symmetri kan være en måte å beskytte qubits mot dekoherens. Hvis du roterer firkanten med 90°, vil den forbli den samme formen. Denne symmetrien fungerer som et forsvar.
Hvis qubitene utsettes for jevnt fordelte laserpulser, gir dette en symmetri basert ikke så mye på rom, men på tid. Forfatterne ønsket å vite om de kunne forsterke denne effekten ved å legge til ikke en symmetrisk periodisitet, men en asymmetrisk kvasi-periodisitet. Dette, ifølge deres teori, ville ikke gi én tidssymmetri, men to. Det ene er faktisk gjemt inne i det andre.
Ideen var basert på teamets tidlige arbeid, der de kom opp med ideen om å lage noe som kalles en kvasi-krystall. Den fungerer i tid, men ikke i rom. Til sammenligning består en krystall av et symmetrisk gitter av atomer som gjentar seg i rommet. Men strukturen til atomer på en kvasikrystall er ikke gjentatt, men fortsatt ordnet.
Teamet utførte eksperimentet sitt på en kommersiell kvantedatamaskin utviklet av Quantinuum. De laget en sekvens av laserpulser basert på Fibonacci-tall, hvor hvert segment er summen av de to foregående. Resultatet er en ordnet, men ikke repeterende sekvens, som i en kvasikrystall. Teamet testet arbeidet sitt og rettet lasere mot en ytterbium-array av qubits, først i en symmetrisk sekvens og deretter kvasi-periodisk. De målte deretter koherensen til de to qubitene i hver ende av fellen.
For den periodiske sekvensen var qubitene stabile i 1,5 sek. For den kvasi-periodiske sekvensen forble de stabile i 55 sek.
Og så oppdaget de en tidligere ukjent fase, da de gikk over til hvilken kvanteobjekter begynner å oppføre seg som om de var i to forskjellige tidsdimensjoner.
"En slik fase av materie kan brukes til langtidslagring av kvanteinformasjon. For å gjøre dette må vi imidlertid forstå hvordan disse kvante-kvasikrystallene kan kombineres med kvantedatamaskiner. Vi jobber nå aktivt med å løse dette problemet," sa forfatteren av verket, Philip Dumitrescu.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne. Den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Abonner på våre sider i Twitter og Facebook.
Les også: