Des physiciens ont créé une phase inhabituelle de la matière avec deux dimensions de temps
Des scientifiques du Center for Computational Quantum Physics du Flatiron Institute de New York ont créé une nouvelle phase de la matière, jamais vue auparavant. Sa particularité est que les atomes ont deux dimensions temporelles, bien qu'ils existent dans notre seul flux temporel. Les physiciens ont créé cette étrange phase de la matière en envoyant un laser avec une impulsion basée sur la séquence de Fibonacci sur les atomes utilisés à l'intérieur d'un ordinateur quantique. Ils affirment qu'il pourrait s'agir d'une percée dans l'informatique quantique, car elle pourrait protéger les informations stockées des erreurs qui se produisent dans les méthodes actuelles de stockage quantique. La dégradation des données se produit toujours, mais à un rythme beaucoup plus lent.
L'auteur principal de l'article, Philip Dumitrescu, a déclaré qu'il travaillait sur cette théorie depuis plus de cinq ans, mais que c'était la première fois qu'elle était "réalisée" dans des expériences pratiques. Les chercheurs ont mis en œuvre leur théorie en illuminant des ions de l'élément ytterbium avec des impulsions laser dans des ordinateurs quantiques. Lorsqu'ils sont entrés en collision avec les ions selon un schéma répétitif standard (AB, AB, AB...), les qubits sont restés quantiques pendant 1,5 seconde, ce qui, selon eux, constitue une amélioration incroyable.
Cependant, lorsqu'ils ont irradié les ions avec des impulsions selon la séquence de Fibonacci (A, AB, ABA, ABAAB, ABAABABA...), les qubits sont restés quantiques pendant 5,5 secondes. Ces résultats sont remarquables si l'on considère que la durée de vie moyenne d'un qubit est d'environ 500 nanosecondes (0,00000005 seconde). Cette courte durée de vie est due au fait que le qubit quitte son état quantique (où il existe à la fois comme un 1 et un 0) chaque fois qu'il est observé ou mesuré. Même les interactions avec d'autres qubits suffisent à détruire cet état quantique.
Les processus physiques qui sont à la base de l'expérience peuvent être illustrés sur le motif en mosaïque de Penrose. Comme les cristaux typiques, ce quasicristal possède un réseau stable, mais une structure non répétitive. Ce motif est une représentation bidimensionnelle d'un réseau carré à cinq dimensions. Les chercheurs ont voulu créer la même structure symétrique, mais ils l'ont construite non pas dans l'espace, mais dans le temps. Les physiciens ont utilisé un laser pulsé avec une séquence de Fibonacci pour créer un qubit de dimension supérieure qui présente une "symétrie temporelle" Une fois "comprimé" dans notre espace quadridimensionnel, le qubit résultant possède deux dimensions temporelles. Cette dimension supplémentaire protège dans une certaine mesure le qubit de la dégradation quantique. Toutefois, elle ne s'applique qu'aux "bords" extérieurs de la série de 10 ions ytterbium (les premier et dixième qubits).
Bien que les physiciens aient démontré que cette méthode crée des qubits beaucoup plus fiables, ils admettent qu'il reste encore beaucoup de travail à faire. Cette nouvelle phase de la matière pourrait conduire au stockage à long terme d'informations quantiques, mais seulement s'ils parviennent à l'intégrer dans un ordinateur quantique.
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