Quantumtechnologie, het veld dat belooft je laptop om te toveren in een brein zo groot als een planeet, kruipt langzaam uit het lab richting industrieën die het daadwerkelijk kunnen gebruiken. Een nieuwe studie, geleid door Cal Poly natuurkundedocent Ian Powell en student-onderzoeker Louis Buchalter (B.Sc. in natuurkunde, 2025), heeft ontdekt dat als je een magnetisch veld precies goed laat wiebelen, je exotische quantumtoestanden kunt creëren zonder statische tegenhanger. Het werk, gepubliceerd in Physical Review B onder de titel “Flux-Switching Floquet Engineering,” suggereert dat de vreemdheid van materie kan worden opgevoerd door de omgeving ervan in de tijd te veranderen.

“Nuttige quantumeigenschappen kunnen niet alleen afhangen van wat een materiaal is, maar ook van hoe het in de tijd wordt aangedreven,” zei Powell, vermoedelijk terwijl hij aan een knop draaide met het label “Realiteit.” Door periodiek magnetische velden om te keren, genereerde het team aangedreven quantumfasen die niet bestaan in statische materialen. Deze toestanden zijn stabieler en minder gevoelig voor de “ruis” die quantumcomputers laat gedragen als een peuter met een rekenmachine. De implicaties? Betere quantumcomputing en -simulatie, hoewel Powell toegeeft dat het genezen van kanker of optimaliseren van je pensioen nog een paar experimentele validaties verwijderd is.

Het onderzoek onthulde ook een wiskundig patroon dat hoger-dimensionale systemen weerspiegelt, wat betekent dat eenvoudige opstellingen complexe quantumfysica kunnen simuleren zonder een multiversum te bouwen. Het team bracht een topologisch fasediagram in kaart - eigenlijk een spiekbriefje voor waar stabiele quantumtoestanden leven. Voor Buchalter, die nu naar de Universiteit van Washington gaat voor een master in materiaalkunde, leerde het project hem dat “onderzoek zelden een rechtlijnig proces is.” Vertaling: het omvat veel staren naar grafieken en mompelen. Hij hoopt quantumapparaten te blijven ontwikkelen bij een nationaal lab, vermoedelijk een met betere koffie.