Los científicos crearon una nueva fase de la materia en la que el tiempo tiene dos dimensiones.

La creación de una dimensión “extra” en el tiempo podría cambiar nuestra forma de pensar sobre la materia, además de ayudar a construir computadoras cuánticas que podrían cambiar el mundo por sí mismas, según los investigadores que la han encontrado.

Y la desconcertante cualidad se descubrió de una forma casi igual de asombrosa: haciendo brillar láseres, con un patrón de pulsos inspirado en la secuencia de Fibonacci, en los átomos del interior de una computadora cuántica.

Cuando los investigadores hicieron eso, encontraron la extraña fase de la materia. Tiene dos dimensiones, pero sigue fluyendo en una sola dirección, según los científicos.

Los científicos afirman que esto lleva a la realidad experimental años de investigación teórica.

La investigación aparece en un nuevo artículo, “Dynamical topological phase realized in a trapped-ion quantum simulator” (La fase topológica dinámica realizada en un simulador cuántico de iones atrapados), publicado en la revista Nature.

La extraña fase de la materia podría ser de gran utilidad para los científicos que intentan construir computadoras cuánticas fiables. Esta tecnología podría cambiar el mundo al permitir realizar cálculos que antes eran prácticamente imposibles, pero ha resultado difícil garantizar que sean lo suficientemente fiables y robustos como para utilizarlos en realidad.

En la nueva fase de la materia, la información que se almacena está mucho mejor protegida contra los errores que en otros sistemas que se utilizan actualmente en las computadoras cuánticas. Eso significa que la información puede mantenerse durante mucho más tiempo, lo que a su vez hará que la computación cuántica sea mucho más probable.

Las computadoras cuánticas funcionan con qubits, o bits cuánticos, que son como los bits de una computadora. Están hechos de iones atómicos y pueden estar apagados, encendidos o una combinación de ambos.

Pero la interacción con los qubits puede desestabilizarlos y hacer que las computadoras que dependen de ellos sean tan propensas a los errores que dejen de ser útiles.

“Incluso si se mantienen todos los átomos bajo un estricto control, pueden perder su carácter cuántico si hablan con su entorno, se calientan o interactúan con cosas que no estaban previstas”, explica Philipp Dumitrescu, del Centro de Física Cuántica Computacional del Flatiron Institute de Nueva York. “En la práctica, los dispositivos experimentales tienen muchas fuentes de error que pueden degradar la coherencia tras unos pocos pulsos de láser”.

Los científicos necesitan encontrar una forma de hacer que esos qubits sean más robustos y menos dados a cambiar. Una forma ha sido durar con láseres, lo que añade “simetrías” que los hacen más resistentes a los cambios – pero en el nuevo estudio, los científicos añadieron no una sino dos simetrías temporales, utilizando pulsos de láseres que venían en orden, pero no se repetían.

La teoría sugería que esto funcionaría creando una disposición especial en el tiempo que añade simetría extra: lo que significa, en efecto, que obtiene una cantidad extra de simetría y resistencia que toma prestada de una dimensión extra que no existe en realidad.

Pero la teoría no siempre resulta cierta en la computación cuántica, dada la complejidad y el misterio de los sistemas. Ahora los científicos han demostrado que la teoría es correcta en el mundo real.

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