Kuantum fiziği ve kuantum hesaplama dünyası, çoğu insanın anlaması için zor bir konudur. Her nasılsa, bilim adamları iki boyutlu zamanla maddenin yeni bir evresini ortaya çıkarmayı başardı.

Flatiron Enstitüsü New York City Hesaplamalı Kuantum Fiziği Merkezi’ndeki bilim adamları, maddenin daha önce hiç görülmemiş yeni bir evresini çıkardılar. Bu yeni maddenin özelliği, bizim atomlarımızın tekil zaman akışında var olmalarına rağmen yeni ortaya çıkan bu atomların iki zaman boyutuna sahip olmaları.

Fizikçiler iki zaman boyutlu atomları gözlemledi

Fizikçiler, bir kuantum bilgisayarında kullanılan atomlarda Fibonacci dizisine dayalı bir darbe ile bir lazer ateşleyerek maddenin bu garip fazını ortaya çıkardılar. Bunun kuantum hesaplamada bir atılım olabileceğini iddia ediyorlar çünkü depolanan bilgileri mevcut kuantum depolama yöntemlerinde meydana gelen hatalardan koruyabilecekleri düşünülüyor.

Gazetenin baş yazarı Philipp Dumitrescu, beş yıldan fazla bir süredir bilimin arkasındaki teori üzerinde çalıştığını, ancak pratik deneylerde ilk kez “gerçekleştirildiğini” söyledi. Dumitrescu Phys.org’a verdiği demeçte, “Bu dinamik topolojik aşama maddenin aşamaları hakkında tamamen farklı bir düşünme biçimidir.” dedi.

Penrose döşeme deseni

Araştırmacılar teorilerini, kuantum bilgisayarlarda ytterbium adı verilen bir elementin iyonlarını çarparak gerçekleştirdiler. İyonlara standart bir tekrarlama deseni (AB, AB, AB…) ile vurduklarında, ortaya çıkan kübitler 1.5 saniye boyunca kuantum olarak kaldı. Araştırmacılar bunun inanılmaz bir gelişme olduğunu belirtiyorlar.

Bununla birlikte, iyonları bir Fibonacci darbesiyle (A, AB, ABA, ABAAB, ABAABABA…) patlattıklarında, kübitler şaşırtıcı bir şekilde 5,5 saniye boyunca bir süper durumda kaldı. Bir kübitin ortalama ömrünün yaklaşık 500 nanosaniye (saniyenin 0,00000005’i) olduğu düşünüldüğünde, sonuçlar gerçekten dikkat çekici. Bu kısa ömür, bir kübitin gözlemlendiğinde veya ölçüldüğünde üst durumunu (hem 1 hem de 0 olarak aynı anda var olduğu) terk etmesinden kaynaklanmaktadır. Diğer kübitlerle etkileşimleri bile bu kuantumluğu yok etmek için yeterli gelmekte.

Dumitrescu, “Bütün atomları sıkı kontrol altında tutsanız bile, çevreleriyle konuşarak, ısınarak veya planlamadığınız şekillerde etkileşime girerek kuantumluklarını kaybedebilirler. Pratikte, deneysel cihazlar, sadece birkaç lazer darbesinden sonra tutarlılığı bozabilecek birçok hata kaynağına sahip.” dedi.

Bu Fizik kuralı, belki bilmeyenler için anlaması oldukça zordur, ancak yukarıdaki Penrose döşeme deseninde kısaca gösterilmiştir. Tipik kristaller gibi, bu yarı kristalin kararlı bir kafesi vardır, ancak asla tekrar etmeyen bir yapıya sahiptir. Bu model, beş yapılı kare kafesin iki boyutlu temsili oluyor.

Fizikçiler, tekniğin çok daha sağlam kübitler ortaya çıkardığını gösterse de önlerinde daha çok iş olduğunu kabul ediyorlar. Maddenin bu yeni aşaması, uzun vadeli kuantum bilgi depolamasını bizlere sağlayabilir, ancak araştırmacılar bu sistemi uygun bir şekilde kuantum bilgisayara entegre edebilirlerse.