Czas e-biznesu

Wszystkie najświeższe informacje o Polsce z Czasu e Biznesu.

Ta dziwna nowa faza materii wydaje się zajmować dwa wymiary czasowe

Ta dziwna nowa faza materii wydaje się zajmować dwa wymiary czasowe

Nowa faza materii została zaobserwowana w komputerze kwantowym po tym, jak fizycy skierowali światło na kubity w sposób inspirowany sekwencją Fibonacciego.

Jeśli uważasz, że jest to zadziwiające, to ta osobliwa dziwactwo mechaniki kwantowej zachowuje się tak, jakby miała dwa wymiary czasowe, a nie jeden; Według naukowców jest to cecha, która sprawia, że ​​kubity są mocniejsze i mogą pozostać stabilne przez cały czas trwania eksperymentu.

Ta stabilność nazywa się koherencją kwantową i jest jednym z głównych celów wolnego od błędów komputera kwantowego — i jednym z najtrudniejszych do osiągnięcia.

Praca reprezentuje „zupełnie inny sposób myślenia o fazach materii”, Według obliczeniowego fizyka kwantowego Philipa Domitrescu Z Instytutu Flatiron, główny autor nowego artykułu badawczego opisującego to zjawisko.

„Pracuję nad tymi teoretycznymi pomysłami od ponad pięciu lat i obserwowanie, jak faktycznie urzeczywistniają się w eksperymentach, jest ekscytujące”.

Statystyki ilościowe Opiera się na kubitach, kwantowym odpowiedniku bitów komputerowych. Jednak gdy bity przetwarzają informacje w jednym z dwóch stanów, 1 lub 0, mogą być jednocześnie kubitami, co jest znane jako superpozycja kwantowa.

Matematyczna natura tej superpozycji może być niezwykle potężna z obliczeniowego punktu widzenia, umożliwiając szybkie rozwiązywanie problemów w odpowiednich warunkach.

Ale niepewna i niestabilna natura serii kubitów zależy również od tego, w jaki sposób ich niepewne stany odnoszą się do siebie – relacja nazywana splot.

Co frustrujące, kubity mogą wplątać się w prawie wszystko w swoim środowisku, co prowadzi do błędów. Im bardziej wrażliwy jest stan rozmyty kubitu (lub bardziej bałagan w jego otoczeniu), tym większe jest ryzyko utraty tej spójności.

Poprawa spójności do punktu wykonalności jest prawdopodobnie wielotaktycznym podejściem do usunięcia głównej przeszkody stojącej na drodze funkcjonalnego komputera kwantowego – każdy najmniejszy element ma znaczenie.

READ  Ziemia z kosmosu: fala upałów w Wielkiej Brytanii

„Nawet jeśli trzymasz wszystkie atomy pod ścisłą kontrolą, mogą stracić swoją ilość, rozmawiając ze swoim środowiskiem, ogrzewając się lub wchodząc w interakcje z rzeczami w sposób, którego nie planowali”. Domitrescu wyjaśnił.

„W praktyce urządzenia eksperymentalne zawierają wiele źródeł błędów, które mogą pogorszyć spójność po kilku impulsach laserowych”.

Jednym ze sposobów ochrony kubitów przed dekoherencją jest wymuszenie symetrii. Obróć zwykły stary kwadrat o dziewięćdziesiąt stopni, a nadal będzie miał ten sam kształt. Ta symetria chroni go przed pewnymi efektami rotacyjnymi.

Klikanie kubitów równomiernie rozmieszczonymi impulsami laserowymi zapewnia symetrię, która nie zależy od przestrzeni, ale raczej od czasu. Domitrescu i współpracownicy chcieli sprawdzić, czy mogą zwiększyć ten efekt, dodając nie symetryczne okresy, ale asymetryczne quasi-okresy.

Założyli, że nie doda to jednorazowej symetrii, ale jednorazową symetrię; Jedno jest właściwie pogrzebane w drugim.

Pomysł powstał na podstawie wcześniejszych prac zespołu, który zaproponował Stwórz z czasem coś, co nazywa się quasi-kryształemzamiast przestrzeni. Kiedy kryształ składa się z symetrycznej sieci atomów, które powtarzają się w przestrzeni, jak na przykład leśne gimnazjum z kratką kwadratową lub plaster miodu, wzór atomów na półkrysztale nie jest powtarzalny, jak na przykład Dachówka Penrose’awciąż zamawiam.

Zespół przeprowadził eksperyment na wysokiej klasy komercyjnym komputerze kwantowym zaprojektowanym przez kwantynKorporacja komputerów kwantowych. Ten potwór wykorzystuje 10 atomów iterbu (jednego z ulubionych elementów zegarów atomowych). Atomy te są trzymane w elektrycznej pułapce jonowej, przez którą impulsy laserowe mogą być wykorzystywane do ich kontroli lub pomiaru.

Domitrescu i współpracownicy stworzyli serię impulsów laserowych w oparciu o Liczby Fibonacciego, gdzie każda część reprezentuje sumę dwóch poprzednich części. Daje to uporządkowaną, ale nie powtarzającą się sekwencję, zupełnie jak quasikryształ.

Kryształy półkrystaliczne można opisać matematycznie jako sekcje o niższych wymiarach w sieciach o wyższych wymiarach. Płytki Penrose można opisać jako Plasterek 2D kostki 5D.

READ  Sonda NASA rejestruje oszałamiający nowy obraz księżyców Jowisza Io i Europa

W ten sam sposób impulsy laserowe zespołu można opisać jako jednowymiarową reprezentację dwuwymiarowego wzoru. Teoretycznie oznaczało to, że prawdopodobnie nałożyłoby to na kubity dwie symetrie czasowe.

Zespół przetestował swoją pracę, zamieniając lasery w kubit iterbowy, najpierw w symetrycznych sekwencjach, a następnie niemal okresowo. Następnie zmierzyli spójność dwóch kubitów po obu stronach pułapki.

Dla ciągu okresowego kubity były stabilne przez 1,5 s. Dla ciągów quasi-okresowych pozostawały one stabilne przez 5,5 s – czas trwania eksperymentu.

Dodatkowa symetria czasu dodała kolejną warstwę ochrony przed dekoherencją kwantową – stwierdzili naukowcy.

„Dzięki tej quasi-okresowej sekwencji następuje złożona ewolucja, która eliminuje wszystkie błędy, które żyją na krawędzi” Domitrescu powiedział.

„Z tego powodu krawędź pozostaje mechanicznie spójna kwantowo znacznie dłużej, niż można by się spodziewać”.

Praca nie jest bliska gotowości do integracji z pracą Komputery kwantoweale jest to ważny krok w kierunku tego celu – stwierdzili naukowcy.

Wyszukiwanie zostało opublikowane w charakter temperamentu.