这个奇怪的新物质相似乎占据了两个时间维度：

在物理学家以受斐波那契数列启发的模式将光脉冲照射到量子计算机上之后，在量子计算机中观察到了一个新的物质相。

如果你认为这令人难以置信，那么这个奇怪的怪癖量子力学表现得好像它有两个时间维度，而不是一个；科学家们说，这一特性使量子比特更加稳健，能够在整个实验过程中保持稳定。

这种稳定性称为量子相干性，它是无错误量子计算机的主要目标之一，也是最难实现的目标之一。

这项工作代表了“a Flatiron Institute 的计算量子物理学家 Philipp Dumitrescu 说，他是描述这一现象的新论文的主要作者。

“我一直在研究这些理论想法五年多来，看到它们在实验中实际实现是令人兴奋的。”

量子计算基于 qu比特，计算比特的量子等价物。然而，如果比特以两种状态之一（1 或 0）处理信息，则量子比特可以同时处于这两种状态，一种称为量子叠加的状态。

这种叠加的数学性质可以从从计算的角度来看，在适当的情况下可以快速解决问题。

但是一系列量子位的模糊、不稳定的性质还取决于它们未定状态如何相互关联——一种称为纠缠的关系。

令人沮丧的是，量子位几乎可以与其环境中的任何事物纠缠在一起，从而引入错误。量子比特的模糊状态越微妙（或者其环境中越混乱），它失去这种连贯性的风险就越大。

将连贯性提高到可行的程度可能是一种多策略清除阻碍功能性量子计算机的重大障碍的方法——一点一滴都会产生影响。

“即使您将所有原子都置于严格控制之下，它们也可能通过与环境对话、升温或以您未计划的方式与事物相互作用而失去量子性，”Dumitrescu 解释说。

“在实践中，实验设备有许多误差源，仅在几个激光脉冲后就会降低相干性。”

强制对称性可能是保护量子比特免于退相干的一种方法。将一个普通的旧正方形旋转九十度，它实际上仍然是相同的形状。这种对称性可保护它免受某些旋转效应的影响。

使用均匀间隔的激光脉冲轻敲量子位可确保对称性不是基于空间，而是基于时间。 Dumitrescu 和他的同事想知道他们是否可以通过添加不对称的准周期性而不是对称的周期性来增强这种效果。

他们推测，这不会增加一次对称性，而是会增加两次；一个有效地埋在另一个里面。

这个想法是基于团队早期的工作，pro提出了在时间而不是空间中创造一种叫做准晶体的东西。晶体由在空间中重复的对称原子晶格组成，如方格丛林健身房或蜂窝，准晶体上的原子图案是不重复的，如彭罗斯瓷砖，但仍然有序。

该团队在量子计算公司 Quantinuum 设计的尖端商用量子计算机上进行了实验。这只野兽为其量子位使用了 10 个镱原子（原子钟的首选元素之一）。这些原子被固定在电子离子阱中，可以从中使用激光脉冲来控制或测量它们。

Dumitrescu 和同事根据斐波那契数创建了一系列激光脉冲，其中每个部分都是总和前两个部分。这会产生有序但不重复的序列，就像准晶体一样。

准晶体在数学上可以描述为低维片段 of 高维格子。彭罗斯平铺可以描述为五维超立方体的二维切片。

同样，该团队的激光脉冲可以描述为二维图案的一维表示.从理论上讲，这意味着它可能会在量子位上施加两个时间对称性。

该团队通过在镱量子位阵列上闪烁激光来测试他们的工作，首先是对称序列，然后是准周期性。然后，他们测量了陷阱两端两个量子位的相干性。

对于周期性序列，量子位稳定了 1.5 秒。对于准周期序列，它们在实验持续时间 5.5 秒内保持稳定。

研究人员表示，额外的时间对称性增加了另一层防止量子退相干的保护。

“有了这个准周期序列，就会有一个复杂的演化过程，可以抵消所有存在于边缘的错误，”Dumitrescu

“正因为如此，边缘保持量子力学相干的时间比你预期的要长得多。”

这项工作还没有为集成做好准备研究人员说，它确实代表了朝着这个目标迈出的重要一步。

这项研究已发表在《自然》杂志上。