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Investigadores criaram uma nova fase da matéria com duas dimensões de tempo que diminui os erros quânticos, ajudando à memória quântica e à computação do futuro.
Um bit quântico —ou qubit — é uma unidade de informação usada nos computadores quânticos. Para manter as informações em movimento, têm de suportar temperaturas baixíssimas e atenuar distrações ao seu redor.
Um dos obstáculos mais significativos na computação quântica é a natureza frágil dos qubits. O entrelaçamento do sistema de qubits com o seu ambiente pode facilmente perturbar o sistema e provocar incoerência. Por esse motivo, estão a ser atualmente desenvolvidos avanços na criação do hardware da computação quântica e nos métodos de correção de erros.
Agora, uma equipa de físicos acabou de descobrir uma nova maneira de ignorar esses erros usando o tempo que existe em duas dimensões.
Embora este novo trabalho lide com novas fases da matéria, ainda é diferente em muitos aspetos das fases sólida, líquida e gasosa que normalmente pensamos.
Em vez de observar como é que a temperatura pode transformar a matéria, os autores concentraram-se em como é que o tempo poderia manter limites em torno de uma fase para criar algo chamado “fase topológica dinâmica”, explica a VICE.
Desta forma, a equipa mostrou que era capaz de proteger os qubits de uma classe de erros que ameaçam interrompê-los. No entanto, para manter esse estado, os qubits precisavam de tempo bidimensional.
Para tal, a equipa de físicos recorreu à sequência de Fibonacci.
A sequência de Fibonacci, conhecida também como Proporção Divina, Proporção Áurea ou Número Dourado, é uma serie de números inteiros, em que cada número é a soma dos dois anteriores.
A sequência começa por 0 e 1, seguindo-se os números 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34… até ao infinito. A sequência é definida pela equação matemática: Xn+2 = Xn+1 + Xn, e quando dividimos um número pelo anterior, obtemos a famosa Razão Dourada, “phi” — um número irracional que tende para 1,618.
Muitas pessoas afirmam que esta sequencia numérica tem propriedades especiais, — uma espécie de “código secreto da natureza”, usado para construir estruturas perfeitas, como a grande Pirâmide de Gizé. Um dos exemplos mais clássicos de manifestação da proporção dourada é a concha do mar.
Para este caso, os investigadores estavam mais interessados na proporção entre esses números e como é que isso poderia ajudá-los a direcionar lasers em qubits presos.
“A sequência de Fibonacci é uma sequência não repetida, mas também não totalmente aleatória, o que efetivamente permite-nos realizar duas dimensões de tempo independentes no sistema”, explicou o coautor Andrew Potter, em declarações à VICE.
A natureza da sequência de Fibonacci criou um ritmo quase periódico que partilha semelhanças com os chamados quasicristais. Da mesma forma que os quasicristais escondem dimensões extras, uma sequência quase periódica como a de Fibonacci pode ocultar uma dimensão extra no tempo.
Embora esta inovação esteja longe de eliminar todos os erros quânticos, pode ajudar a melhorar a memória quântica e a computação no futuro. Os resultados foram publicados, esta semana, na revista científica Nature.
