Los físicos han creado una fase inusual de la materia con dos dimensiones de tiempo
Científicos del Centro de Física Cuántica Computacional del Instituto Flatiron de Nueva York han creado una nueva fase de la materia nunca vista. Su peculiaridad es que los átomos tienen dos dimensiones temporales, aunque existen en nuestra única corriente temporal. Los físicos crearon esta extraña fase de la materia disparando un láser con un pulso basado en la secuencia Fibonacci a los átomos utilizados dentro de un ordenador cuántico. Afirman que esto podría suponer un gran avance en la informática cuántica, ya que podría proteger la información almacenada de los errores que se producen en los actuales métodos de almacenamiento cuántico. La degradación de los datos sigue produciéndose, pero a un ritmo mucho más lento.
El autor principal del artículo, Philip Dumitrescu, dijo que lleva más de cinco años trabajando en esta teoría, pero que ésta es la primera vez que se "realiza" en experimentos prácticos. Los investigadores aplicaron su teoría iluminando iones del elemento iterbio con pulsos de láser en ordenadores cuánticos. Cuando colisionaron con los iones siguiendo un patrón de repetición estándar (AB, AB, AB...), los qubits se mantuvieron cuánticos durante 1,5 segundos, lo que, según señalaron, supuso una mejora increíble.
Sin embargo, cuando irradiaron los iones con pulsos según la secuencia Fibonacci (A, AB, ABA, ABAAB, ABAABABA...), los qubits permanecieron cuánticos durante 5,5 segundos. Los resultados son notables si se tiene en cuenta que la vida media de un qubit es de unos 500 nanosegundos (0,00000005 segundos). Esta corta vida se debe a que el qubit abandona su estado cuántico (en el que existe tanto un 1 como un 0) cada vez que se observa o mide. Incluso las interacciones con otros qubits son suficientes para destruir este estado cuántico.
Los procesos físicos en los que se basa el experimento pueden ilustrarse en el patrón de mosaico de Penrose. Como los cristales típicos, este cuasicristal tiene una red estable, pero una estructura no repetitiva. Este patrón es una representación bidimensional de una red cuadrada de cinco dimensiones. Los investigadores querían crear la misma estructura simétrica, pero no la construyeron en el espacio, sino en el tiempo. Los físicos utilizaron un láser pulsado con una secuencia de Fibonacci para crear un qubit de mayor dimensión que tiene "simetría temporal" Al ser "exprimido" en nuestro espacio cuatridimensional, el qubit resultante tiene dos dimensiones temporales. Esta dimensión adicional protege al qubit en cierta medida de la degradación cuántica. Sin embargo, sólo se aplica a los "bordes" exteriores de la serie de 10 iones de iterbio (el primer y el décimo qubit).
Aunque los físicos han demostrado que este método crea qubits mucho más fiables, admiten que aún queda mucho trabajo por hacer. Esta nueva fase de la materia podría conducir al almacenamiento de información cuántica a largo plazo, pero sólo si pueden integrarla de alguna manera en un ordenador cuántico.
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