Відкрито дивну фазу матерії, яка знаходиться одразу у двох тимчасових вимірах

У квантовому комп’ютері помітили нову фазу матерії: під час експерименту фізики направили світло на кубити, це зробили за схемою, натхненною послідовністю Фібоначчі. За словами фізика Філіпа Думітреску з Інституту Флатирона, ця робота є абсолютно новим способом розуміння фаз матерії.

Кубіти, з яких складається квантовий комп’ютер, легко заплутуються, і це призводить до помилок. Для підвищення надійності кубітів потрібен мультитактичний підхід. Забезпечення симетрії може бути одним із засобів захисту кубітів від декогеренції. Якщо повернути квадрат на 90°, він залишиться тієї ж форми. Ця симетричність працює як захист.

Якщо впливати на кубіти рівномірно розподіленими лазерними імпульсами, це забезпечує симетрію, засновану не так на просторі, але на часі. Автори хотіли знати, чи можуть вони посилити цей ефект, додавши не симетричну періодичність, а асиметричну квазіперіодичність. Це, за їхньою теорією, забезпечило б не одну тимчасову симетрію, а дві. Одна фактично прихована всередині іншої.

Ідея була заснована на ранішній роботі команди, в якій з’явилася ідея створити щось, зване квазікристалом. Він функціонує у часі, а чи не у просторі. Для порівняння кристал складається з симетричної решітки атомів, яка повторюється в просторі. А ось структура атомів на квазікристалі не повторюється, але все ж таки впорядкована.

Команда провела свій експеримент на комерційному квантовому комп’ютері, розробленому компанією Quantinuum. Вони створили послідовність лазерних імпульсів на основі чисел Фібоначчі, де кожен сегмент є сумою двох попередніх. В результаті виходить упорядкована, але не повторювана послідовність, як у квазікристалі. Команда перевірила свою роботу і направила лазери на ітербієву матрицю кубітів, спочатку в симетричній послідовності, а потім квазіперіодично. Потім вони виміряли когерентність двох кубітів на обох кінцях пастки.

Для періодичної послідовності кубіти були стабільними протягом 1,5 сек. Для квазіперіодичної послідовності вони залишалися стабільними протягом 55 сек.

І так вони виявили раніше невідому фазу, при переході в яку квантові об’єкти починають поводитися, ніби перебуваючи у двох різних часових вимірах.

«Подібну фазу матерії можна використовувати для довготривалого зберігання квантової інформації. Для цього, однак, нам необхідно зрозуміти, як можна поєднати ці квантові квазікристали з квантовими обчислювальними машинами. Ми зараз активно працюємо над вирішенням цього завдання», – заявив автор роботи Філіп Думітреску.

Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.

Підписуйтесь на наші сторінки в Twitter та Facebook.

Читайте також:

• Фізики МТІ маніпулювали квантово заплутаними атомами так, що ті «подорожували в часі»
• Запущено найчутливіший детектор темної матерії

Post Відкрито дивну фазу матерії, яка знаходиться одразу у двох тимчасових вимірах at Root Nation.