Uma nova fase da matéria foi percebida em um computador quântico: durante um experimento, os físicos direcionaram a luz para os qubits usando um esquema inspirado na sequência de Fibonacci. Segundo o físico Philip Dumitrescu, do Flatiron Institute, esse trabalho é uma maneira completamente nova de entender as fases da matéria.
Os qubits que compõem um computador quântico são facilmente emaranhados, e isso leva a erros. Uma abordagem multitática é necessária para melhorar a confiabilidade dos qubits. Garantir a simetria pode ser um meio de proteger os qubits da decoerência. Se você girar o quadrado em 90°, ele permanecerá com a mesma forma. Essa simetria funciona como uma defesa.
Se os qubits forem expostos a pulsos de laser uniformemente distribuídos, isso fornecerá uma simetria baseada não tanto no espaço, mas no tempo. Os autores queriam saber se poderiam aumentar esse efeito adicionando não uma periodicidade simétrica, mas uma quase-periodicidade assimétrica. Isso, de acordo com sua teoria, forneceria não uma simetria temporal, mas duas. Um está realmente escondido dentro do outro.
A ideia foi baseada no trabalho inicial da equipe, em que surgiu a ideia de criar algo chamado de quase-cristal. Funciona no tempo, mas não no espaço. Para comparação, um cristal consiste em uma rede simétrica de átomos que se repete no espaço. Mas a estrutura dos átomos em um quase cristal não é repetida, mas ainda ordenada.
A equipe conduziu seu experimento em um computador quântico comercial desenvolvido pela Quantinuum. Eles criaram uma sequência de pulsos de laser com base nos números de Fibonacci, onde cada segmento é a soma dos dois anteriores. O resultado é uma sequência ordenada, mas não repetitiva, como em um quase cristal. A equipe testou seu trabalho e direcionou lasers em uma matriz de qubits de itérbio, primeiro em uma sequência simétrica e depois quase periodicamente. Eles então mediram a coerência dos dois qubits em cada extremidade da armadilha.
Para a sequência periódica, os qubits permaneceram estáveis por 1,5 segundos. Para a sequência quase-periódica, eles permaneceram estáveis por 55 segundos.
E assim eles descobriram uma fase anteriormente desconhecida, ao fazer a transição para a qual os objetos quânticos começam a se comportar como se estivessem em duas dimensões de tempo diferentes.
"Tal fase da matéria pode ser usada para armazenamento a longo prazo de informações quânticas. Para fazer isso, no entanto, precisamos entender como esses quasicristais quânticos podem ser combinados com máquinas de computação quântica. Agora estamos trabalhando ativamente para resolver esse problema", disse o autor do trabalho, Philip Dumitrescu.
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