外媒：神奇新物相具有两个时间维度

参考消息网8月18日报道 据美国趣味科学网站8月16日报道，物理学家通过向量子计算机内的原子发射斐波那契激光脉冲，创造出了一个全新的物相，这个物相就好像具有两个时间维度。

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报道说，利用激光制造出来的新物相使科学家能够以一种更能防止出错的方式存储信息，从而打开通往量子计算机的道路。量子计算机可以在很长一段时间内保存数据而不被篡改。研究人员在7月20日出版的英国《自然》周刊上发表了一篇论文，概述了他们的发现。

研究报告的第一作者、弗拉蒂伦研究所计算量子物理学中心的研究员菲利普·杜米特雷斯库在一份声明中说，加入一个理论上的“额外”时间维度“是用一种完全不同的方式来思考物态”。

他说：“我研究这些理论观点已有5年多了，看到它们在实验中真正得以实现令人兴奋。”

物理学家们并没有利用理论上的额外时间维度来制造出一个相，他们也没有去寻找一种能够更好地储存量子数据的方法。相反，他们感兴趣的是创造一个新物相，即在固态、液态、气态、等离子态以外的物质存在新形式。

他们开始在匡蒂纳姆量子计算公司的H1量子处理器上创造新物相。H1量子处理器由真空室中的10个镱离子组成，这些离子在一个被称为离子陷阱的设备中被激光严格约束着。

普通计算机使用比特（即0和1）来构成所有计算的基础。量子计算机的设计初衷是使用量子比特，它也可以以0或1的状态存在。但二者的相似之处到此为止。由于量子世界的奇怪定律，量子比特可以以0和1两个状态的叠加形式存在，直到被测量的那一刻量子比特随机坍缩为0或1。

量子计算机的发展受到了一个大缺陷的阻碍：量子比特不仅会相互作用，而且会相互纠缠；因为它们无法与量子计算机之外的环境完全隔绝，所以它们还会与外部环境相互作用，从而导致它们失去量子特性以及它们所携带的信息，这个过程叫做退相干。

为了规避讨厌的退相干效应并创造一个新的稳定的相，物理学家把目光放在一组特殊的相，称为拓扑相。量子纠缠不仅使量子设备能够对量子比特的单一静态位置信息进行编码，还能将它们植入量子比特的动态运动和相互作用中。这就创造了一个“拓扑”量子比特，它以由多个部分而不是一个部分形成的形状对信息进行编码，从而大大降低了这个相失去信息的可能性。

研究人员意识到，要想创造出一个更坚固的拓扑相，他们需要降低系统受到干扰的可能性。为了做到这一点，他们最终选择了一种脉冲模式，这种模式不是简单地、定期地重复，而是随着时间的推移显示出某种更高级别的对称性。

报道称，这就促使他们采用了斐波那契数列，该数列中下一个数字是前两个数字的和。简单的周期性激光脉冲可能只在两种激光源（A、B、A、B、A、B）之间交替，但新脉冲序列则是将前两个脉冲结合在一起（A、AB、ABA、ABAAB、ABAABABA等）。

当研究小组测试它时，新的准周期性斐波那契脉冲创造出一个拓扑相，在全部5.5秒试验阶段中保护系统没有发生数据丢失。事实上，相比其他相，他们创造的相不受退相干影响的时间更长。

报道指出，尽管物理学家们实现了他们的目标，但要让他们的相成为量子程序员的有用工具还面临一个障碍：如何将其与量子计算的计算过程结合起来。