เฟสใหม่นี้ทําโดยการยิงเลเซอร์ที่ไอออนอิตเทอร์เบียม 10 เว็บสล็อตแตกง่าย ไอออนภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัม (เครดิตภาพ: จูริค ปีเตอร์ ผ่าน Shutterstock)ด้วยการยิงพัลส์เลเซอร์ Fibonacci ที่อะตอมภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัมนักฟิสิกส์ได้สร้างเฟสใหม่ของสสารแปลก ๆ ที่ทํางานราวกับว่ามันมีสองมิติของเวลา ขั้นตอนใหม่ของสสารที่สร้างขึ้นโดยใช้เลเซอร์เพื่อกระดิกตัวเป็นจังหวะของไอออน 10 อิตเทอร์เบียมช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดเก็บข้อมูลด้วยวิธีป้องกันข้อผิดพลาดได้มากขึ้นดังนั้นจึงเปิดเส้นทาง
สู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นเวลานานโดยไม่กลายเป็นสิ่งที่อ่านไม่ออก
นักวิจัยได้สรุปผลการวิจัยของพวกเขาไว้ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคมในวารสาร Nature (เปิดในแท็บใหม่). การรวมมิติเวลา “พิเศษ” ทางทฤษฎี “เป็นวิธีคิดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับขั้นตอนของสสาร” ฟิลิปป์ ดูมิเทรสคู ผู้เขียนนํานักวิจัยที่ศูนย์ฟิสิกส์ควอนตัมเชิงคํานวณของสถาบัน Flatiron ในนิวยอร์กซิตี้กล่าวในแถลงการณ์ “ฉันทํางานเกี่ยวกับแนวคิดทฤษฎีเหล่านี้มานานกว่าห้าปีแล้ว และการได้เห็นแนวคิดเหล่านี้เกิดขึ้นจริงในการทดลองเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น”
ที่เกี่ยวข้อง: ’คริสตัลเวลา’ ที่แปลกประหลาดที่สร้างขึ้นภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google สามารถเปลี่ยนฟิสิกส์ได้ตลอดไปนักฟิสิกส์ไม่ได้ตั้งใจที่จะสร้างเฟสที่มีมิติเวลาพิเศษทางทฤษฎี และไม่ได้มองหาวิธีการเพื่อให้สามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมได้ดีขึ้น แต่พวกเขาสนใจที่จะสร้างเฟสใหม่ของสสาร – รูปแบบใหม่ที่สสารสามารถดํารงอยู่ได้นอกเหนือจากของแข็งของเหลวก๊าซพลาสมามาตรฐาน
พวกเขาเริ่มสร้างเฟสใหม่ในโปรเซสเซอร์ควอนตัม H1 ของ Quantinuum บริษัท คอมพิวเตอร์ควอนตินัมซึ่งประกอบด้วยไอออนอิตเทอร์เบียม 10 ไอออนในห้องสุญญากาศที่ควบคุมอย่างแม่นยําโดยเลเซอร์ในอุปกรณ์ที่เรียกว่ากับดักไอออน
คอมพิวเตอร์ทั่วไปใช้บิตหรือ 0s และ 1s เพื่อสร้างพื้นฐานของการคํานวณทั้งหมด คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้คิวบิตซึ่งสามารถอยู่ในสถานะ 0 หรือ 1 ได้เช่นกัน แต่นั่นเป็นเพียงเรื่องที่ความคล้ายคลึงกันสิ้นสุดลง ต้องขอบคุณกฎที่แปลกประหลาดของโลกควอนตัมคิวบิตสามารถดํารงอยู่รวมกันหรือซ้อนทับของทั้ง 0 และ 1 สถานะจนกว่าจะมีการวัดช่วงเวลาที่วัดได้ซึ่งพวกมันจะยุบตัวลงแบบสุ่มเป็น 0 หรือ 1
พฤติกรรมแปลก ๆ นี้เป็นกุญแจสําคัญในพลังของการคํานวณควอนตัมเนื่องจากช่วยให้คิวบิตสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกันผ่านการพัวพันของควอนตัมซึ่งเป็นกระบวนการที่อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ขนานนามว่า “การกระทําที่น่ากลัวในระยะไกล” ความพัวพันจะจับคู่คิวบิตสองคิวบิตขึ้นไปเข้าด้วยกันโดยเชื่อมต่อคุณสมบัติของพวกเขาเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในอนุภาคหนึ่งจะทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอีกอนุภาคหนึ่งแม้ว่าพวกมันจะถูกคั่นด้วยระยะทางที่กว้างใหญ่ก็ตาม สิ่งนี้ทําให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทําการคํานวณหลายรายการพร้อมกันได้ทวีคูณเพื่อเพิ่มพลังการประมวลผลของพวกเขาเหนืออุปกรณ์คลาสสิก
แต่การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นถูกรั้งไว้โดยข้อบกพร่องใหญ่หลวง: Qubits ไม่เพียง แต่โต้ตอบ
และพัวพันกันเท่านั้น เนื่องจากไม่สามารถแยกออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์แบบพวกมันจึงมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งทําให้พวกเขาสูญเสียคุณสมบัติควอนตัมและข้อมูลที่พวกเขาพกติดตัวไปในกระบวนการที่เรียกว่า decoherence
”แม้ว่าคุณจะควบคุมอะตอมทั้งหมดไว้อย่างแน่นหนา แต่พวกมันก็สามารถสูญเสีย ‘ควอนตัมเนส’ ได้โดยการพูดคุยกับสภาพแวดล้อมของพวกเขา ร้อนขึ้น หรือโต้ตอบกับสิ่งต่างๆ ในแบบที่คุณไม่ได้วางแผนไว้” Dumitrescu
เพื่อไปรอบ ๆ เอฟเฟกต์ decoherence ที่น่ารําคาญเหล่านี้และสร้างเฟสใหม่ที่มีเสถียรภาพนักฟิสิกส์ได้มองหาเฟสพิเศษที่เรียกว่าขั้นตอนโทโพโลยี ความพัวพันของควอนตัมไม่เพียง แต่ช่วยให้อุปกรณ์ควอนตัมสามารถเข้ารหัสข้อมูลผ่านตําแหน่งคงที่เอกพจน์ของคิวบิต แต่ยังถักทอเป็นการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกและปฏิสัมพันธ์ของวัสดุทั้งหมด — ในรูปร่างหรือโทโพโลยีของสถานะที่พัวพันของวัสดุ สิ่งนี้จะสร้างคิวบิต “โทโพโลยี” ที่เข้ารหัสข้อมูลในรูปร่างที่เกิดจากหลายส่วนแทนที่จะเป็นส่วนเดียวทําให้เฟสมีโอกาสน้อยที่จะสูญเสียข้อมูล
จุดเด่นที่สําคัญของการเคลื่อนที่จากระยะหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่งคือการทําลายสมมาตรทางกายภาพ ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่ากฎของฟิสิกส์นั้นเหมือนกันสําหรับวัตถุ ณ เวลาหรืออวกาศใดๆ ในฐานะที่เป็นของเหลวโมเลกุลในน้ําจะเป็นไปตามกฎทางกายภาพเดียวกันในทุกจุดในอวกาศและในทุกทิศทาง แต่ถ้าคุณทําให้น้ําเย็นพอที่จะเปลี่ยนเป็นน้ําแข็งโมเลกุลของมันจะเลือกจุดปกติตามโครงสร้างผลึกหรือตาข่ายเพื่อจัดเรียงตัวเองข้าม ทันใดนั้นโมเลกุลของน้ําก็ต้องการจุดในอวกาศเพื่อครอบครองและปล่อยให้จุดอื่น ๆ ว่างเปล่า ความสมมาตรเชิงพื้นที่ของน้ําถูกทําลายโดยธรรมชาติ เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
