V kvantnem računalniku so opazili novo fazo materije: med eksperimentom so fiziki usmerili svetlobo na kubite s pomočjo sheme, ki jo je navdihnilo Fibonaccijevo zaporedje. Po mnenju fizika Philipa Dumitrescuja z inštituta Flatiron je to delo povsem nov način razumevanja faz snovi.
Kubiti, ki sestavljajo kvantni računalnik, se zlahka zapletejo, kar vodi do napak. Za izboljšanje zanesljivosti kubitov je potreben večtaktični pristop. Zagotavljanje simetrije je lahko eden od načinov zaščite kubitov pred dekoherenco. Če kvadrat zasukate za 90°, bo ostal enake oblike. Ta simetrija deluje kot obramba.
Če so kubiti izpostavljeni enakomerno porazdeljenim laserskim impulzom, to zagotavlja simetrijo, ki ne temelji toliko na prostoru, temveč na času. Avtorji so želeli vedeti, ali bi lahko povečali ta učinek z dodajanjem ne simetrične periodičnosti, temveč asimetrične kvaziperiodičnosti. To po njihovi teoriji ne bi zagotovilo ene časovne simetrije, ampak dve. Eno se pravzaprav skriva v drugem.
Zamisel je temeljila na zgodnjem delu ekipe, v katerem so prišli na idejo o ustvarjanju nečesa, kar se imenuje kvazi-kristal. Deluje v času, ne pa v prostoru. Za primerjavo, kristal je sestavljen iz simetrične mreže atomov, ki se v prostoru ponavlja. Toda struktura atomov na kvazikristalu ni ponovljena, ampak še vedno urejena.
Ekipa je svoj eksperiment izvedla na komercialnem kvantnem računalniku, ki ga je razvil Quantinuum. Ustvarili so zaporedje laserskih impulzov na podlagi Fibonaccijevih števil, kjer je vsak segment vsota prejšnjih dveh. Rezultat je urejeno, a ne ponavljajoče se zaporedje, kot v kvazi-kristalu. Ekipa je preizkusila svoje delo in usmerila laserje na itterbijev niz kubitov, najprej v simetričnem zaporedju in nato kvazi-periodično. Nato so izmerili koherenco obeh kubitov na obeh koncih pasti.
Za periodično zaporedje so bili kubiti stabilni 1,5 sekunde. Za kvaziperiodično zaporedje so ostali stabilni 55 sekund.
In tako so odkrili prej neznano fazo, ob prehodu v katero se začnejo kvantni objekti obnašati, kot da bi bili v dveh različnih časovnih dimenzijah.
»Tako fazo snovi lahko uporabimo za dolgotrajno shranjevanje kvantnih informacij. Da bi to naredili, pa moramo razumeti, kako lahko te kvantne kvazikristale združimo s kvantnimi računalniškimi stroji. Zdaj aktivno delamo na rešitvi tega problema,« je povedal avtor dela Philip Dumitrescu.
Lahko pomagate Ukrajini v boju proti ruskim okupatorjem. Najboljši način za to je donacija sredstev oboroženim silam Ukrajine prek Savelife ali preko uradne strani NBU.
Naročite se na naše strani v Twitter da Facebook.
Preberite tudi: