Jeśli jest coś, czego nie da się ogarnąć na tak zwany chłopski rozum, to bez wątpienia jest to fizyka kwantowa. Tutaj wszystko jest nieintuicyjne i zdaje się przeczyć temu, co większość uznaje za zdrowy rozsądek. Teraz jednak naukowcom udało się przebić kolejny szczyt: bo jak inaczej nazwać nową fazę materii, której atomy mają dwa wymiary czasu, mimo że istnieją w naszym jednostkowym przepływie czasu?
Dwuwymiarowa materia w czasie
No dobrze, ale jak to w ogóle jest możliwe? Otóż fizycy stworzyli tę dziwną fazę materii poprzez wystrzelenie lasera z impulsem opartym na sekwencji Fibonacciego w atomy używane wewnątrz komputera kwantowego. Odkrycie to okazuje się nie tylko… dziwaczne, ale i praktyczne. Otóż dzięki niemu można chronić przechowywane informacje przed błędami, które występują w obecnych metodach przechowywania danych kwantowych. Rzecz jasna degradacja danych nadal ma miejsce, ale w znacznie wolniejszym tempie.
Oczywiście to nie tak, że fizycy postanowili strzelić z lasera i zobaczyć, co się stanie. Główny autor badania podkreśla, że już od pięciu lat przygotowywał się do tego eksperymentu, a jego przebieg potwierdził opracowane wcześniej hipotezy. Strzelanie z lasera to także olbrzymie uproszczenie w tym konkretnym przypadku.
Naukowcy zrealizowali swoją teorię poprzez strobing jonów pierwiastka występującego w komputerach kwantowych o nazwie iterb. Kiedy uderzali w jony standardowym powtarzającym się wzorem (AB, AB, AB…), powstałe qubity pozostawały kwantowe przez 1,5 sekundy, co, jak zauważyli, jest niewiarygodną poprawą.
Jednak kiedy wysadzili jony impulsem Fibonacciego (A, AB, ABA, ABAAB, ABAABABA…), qubity pozostały w super stanie przez zdumiewające 5,5 sekundy. Wyniki są niezwykłe, biorąc pod uwagę, że średni czas życia qubitu wynosi około 500 nanosekund (0,00000005 sekundy). Ten krótki czas życia wynika z tego, że qubit opuszcza swój superstan (w którym istnieje jednocześnie jako 1 i 0) za każdym razem, gdy jest obserwowany lub mierzony. Nawet interakcje z innymi qubitami są wystarczające, aby zniszczyć jego kwantowość.
Nawet jeśli utrzymujesz wszystkie atomy pod ścisłą kontrolą, mogą one stracić swoją kwantowość poprzez rozmowę z otoczeniem, ogrzewanie lub interakcję z rzeczami w sposób, którego nie planowałeś. W praktyce, urządzenia eksperymentalne mają wiele źródeł błędów, które mogą zdegradować koherencję po zaledwie kilku impulsach laserowych.
Oczywiście przed naukowcami jest wciąż dużo pracy. Muszą na przykład wymyślić w jaki sposób zintegrować swoje odkrycie z komputerem kwantowym.
Źródło: Phys.org