In un computer quantistico è stata notata una nuova fase della materia: durante un esperimento, i fisici hanno diretto la luce verso i qubit utilizzando uno schema ispirato alla sequenza di Fibonacci. Secondo il fisico Philip Dumitrescu del Flatiron Institute, questo lavoro è un modo completamente nuovo di comprendere le fasi della materia.
I qubit che compongono un computer quantistico sono facilmente intrecciati e questo porta a errori. È necessario un approccio multitattico per migliorare l'affidabilità dei qubit. Garantire la simmetria può essere un mezzo per proteggere i qubit dalla decoerenza. Se ruoti il quadrato di 90°, rimarrà la stessa forma. Questa simmetria funziona come una difesa.
Se i qubit sono esposti a impulsi laser distribuiti uniformemente, ciò fornisce una simmetria basata non tanto sullo spazio, ma sul tempo. Gli autori volevano sapere se potevano potenziare questo effetto aggiungendo non una periodicità simmetrica, ma una quasi periodicità asimmetrica. Questo, secondo la loro teoria, fornirebbe non una simmetria temporale, ma due. Uno è effettivamente nascosto dentro l'altro.
L'idea si basava sui primi lavori del team, in cui hanno avuto l'idea di creare qualcosa chiamato quasi-cristallo. Funziona nel tempo, ma non nello spazio. Per fare un confronto, un cristallo è costituito da un reticolo simmetrico di atomi che si ripete nello spazio. Ma la struttura degli atomi su un quasi-cristallo non è ripetuta, ma è comunque ordinata.
Il team ha condotto il suo esperimento su un computer quantistico commerciale sviluppato da Quantinuum. Hanno creato una sequenza di impulsi laser basata sui numeri di Fibonacci, in cui ogni segmento è la somma dei due precedenti. Il risultato è una sequenza ordinata, ma non ripetitiva, come in un quasi-cristallo. Il team ha testato il proprio lavoro e diretto i laser su una matrice di qubit di itterbio, prima in una sequenza simmetrica e poi quasi periodica. Hanno quindi misurato la coerenza dei due qubit alle due estremità della trappola.
Per la sequenza periodica, i qubit erano stabili per 1,5 sec. Per la sequenza quasi periodica, sono rimasti stabili per 55 sec.
E così hanno scoperto una fase precedentemente sconosciuta, durante la transizione in cui gli oggetti quantistici iniziano a comportarsi come se si trovassero in due diverse dimensioni temporali.
"Una tale fase della materia può essere utilizzata per la conservazione a lungo termine di informazioni quantistiche. Per fare questo, tuttavia, dobbiamo capire come questi quasicristalli quantistici possono essere combinati con le macchine di calcolo quantistico. Ora stiamo lavorando attivamente per risolvere questo problema", ha affermato l'autore dell'opera, Philip Dumitrescu.
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