In einem Quantencomputer wurde eine neue Phase der Materie beobachtet: Während eines Experiments richteten Physiker Licht auf Qubits, wobei sie ein von der Fibonacci-Folge inspiriertes Schema verwendeten. Laut dem Physiker Philip Dumitrescu vom Flatiron Institute ist diese Arbeit eine völlig neue Art, die Phasen der Materie zu verstehen.
Die Qubits, aus denen ein Quantencomputer besteht, verschränken sich leicht, was zu Fehlern führt. Um die Zuverlässigkeit von Qubits zu verbessern, ist ein multitaktischer Ansatz erforderlich. Die Sicherstellung der Symmetrie kann ein Mittel sein, um Qubits vor Dekohärenz zu schützen. Wenn Sie das Quadrat um 90° drehen, bleibt es in seiner Form. Diese Symmetrie wirkt als Abwehr.
Setzt man die Qubits gleichmäßig verteilten Laserpulsen aus, ergibt sich eine weniger räumliche als vielmehr zeitliche Symmetrie. Die Autoren wollten wissen, ob sie diesen Effekt verstärken könnten, indem sie nicht eine symmetrische Periodizität, sondern eine asymmetrische Quasi-Periodizität hinzufügen. Dies würde ihrer Theorie zufolge nicht eine zeitliche Symmetrie liefern, sondern zwei. Das eine ist tatsächlich im anderen versteckt.
Die Idee basierte auf der frühen Arbeit des Teams, in der sie auf die Idee kamen, einen sogenannten Quasi-Kristall zu schaffen. Es funktioniert in der Zeit, aber nicht im Raum. Zum Vergleich: Ein Kristall besteht aus einem symmetrischen Atomgitter, das sich im Raum wiederholt. Aber die Struktur von Atomen auf einem Quasikristall wiederholt sich nicht, sondern ist immer noch geordnet.
Das Team führte sein Experiment auf einem kommerziellen Quantencomputer durch, der von Quantinuum entwickelt wurde. Sie erstellten eine Folge von Laserimpulsen basierend auf Fibonacci-Zahlen, wobei jedes Segment die Summe der beiden vorherigen ist. Das Ergebnis ist eine geordnete, aber sich nicht wiederholende Sequenz, wie in einem Quasi-Kristall. Das Team testete seine Arbeit und richtete Laser auf ein Ytterbium-Array von Qubits, zuerst in einer symmetrischen Abfolge und dann quasi-periodisch. Anschließend maßen sie die Kohärenz der beiden Qubits an beiden Enden der Falle.
Für die periodische Sequenz waren die Qubits für 1,5 Sekunden stabil. Für die quasi-periodische Sequenz blieben sie für 55 Sekunden stabil.
Und so entdeckten sie eine bisher unbekannte Phase, in der sich Quantenobjekte beim Übergang in zwei verschiedene Zeitdimensionen zu verhalten beginnen.
„Eine solche Materiephase kann zur Langzeitspeicherung von Quanteninformationen genutzt werden. Dazu müssen wir jedoch verstehen, wie diese Quantenquasikristalle mit Quantencomputern kombiniert werden können. Wir arbeiten jetzt aktiv an der Lösung dieses Problems“, sagte der Autor der Arbeit, Philip Dumitrescu.
Sie können der Ukraine helfen, gegen die russischen Invasoren zu kämpfen. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, Gelder an die Streitkräfte der Ukraine zu spenden Das Leben retten oder über die offizielle Seite NBU.
Abonnieren Sie unsere Seiten in Twitter dass Facebook.
Lesen Sie auch: