En ny fas av materia märktes i en kvantdator: under ett experiment riktade fysiker ljus mot qubits med hjälp av ett schema inspirerat av Fibonacci-sekvensen. Enligt fysikern Philip Dumitrescu från Flatiron Institute är detta arbete ett helt nytt sätt att förstå materiens faser.
Qubits som utgör en kvantdator är lätt trasslade in, och detta leder till fel. En multitaktisk strategi behövs för att förbättra tillförlitligheten hos qubits. Att säkerställa symmetri kan vara ett sätt att skydda qubits från dekoherens. Om du roterar kvadraten 90° kommer den att förbli samma form. Denna symmetri fungerar som ett försvar.
Om qubits exponeras för likformigt fördelade laserpulser ger detta en symmetri som inte baseras så mycket på rymden utan på tid. Författarna ville veta om de kunde förstärka denna effekt genom att inte lägga till en symmetrisk periodicitet, utan en asymmetrisk kvasi-periodicitet. Detta skulle, enligt deras teori, inte ge en tidssymmetri utan två. Det ena är faktiskt gömt inuti det andra.
Idén baserades på teamets tidiga arbete, där de kom på idén att skapa något som kallas en kvasikristall. Den fungerar i tiden, men inte i rummet. Som jämförelse består en kristall av ett symmetriskt gitter av atomer som upprepar sig i rymden. Men strukturen av atomer på en kvasikristall upprepas inte, men ändå ordnad.
Teamet genomförde sitt experiment på en kommersiell kvantdator utvecklad av Quantinuum. De skapade en sekvens av laserpulser baserade på Fibonacci-tal, där varje segment är summan av de två föregående. Resultatet är en ordnad, men inte upprepande sekvens, som i en kvasikristall. Teamet testade sitt arbete och riktade lasrar mot en ytterbiumuppsättning av qubits, först i en symmetrisk sekvens och sedan kvasi-periodiskt. De mätte sedan koherensen av de två qubitarna i vardera änden av fällan.
För den periodiska sekvensen var qubits stabila i 1,5 sek. För den kvasi-periodiska sekvensen förblev de stabila i 55 sekunder.
Och så upptäckte de en tidigare okänd fas, när de övergick till vilken kvantobjekt börjar bete sig som om de befann sig i två olika tidsdimensioner.
"En sådan fas av materia kan användas för långtidslagring av kvantinformation. För att göra detta måste vi dock förstå hur dessa kvantkvasikristaller kan kombineras med kvantberäkningsmaskiner. Vi arbetar nu aktivt med att lösa det här problemet", sa författaren till verket, Philip Dumitrescu.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Prenumerera på våra sidor i Twitter att Facebook.
Läs också: