Верёвка, сплетённая из сотни коротких нитей, может быть скручена вправо или влево. Каждая нить по отдельности не знает, куда закручена вся верёвка, но попробуйте её расплести — и разница сразу проявится. Примерно так устроены состояния, которые физики называют симметрийно-защищёнными: локально они неотличимы, а глобально — разные.

Группа исследователей взяла цепочку из ста спинов — крошечных магнитных стрелок, которые могут указывать вверх или вниз. Спины чередовались: сильная связь, слабая связь, снова сильная. Такая цепочка может находиться в двух разных скрытых фазах, и обе удалось приготовить на квантовом процессоре IBM с точностью до 97.9–99.0%.

Проверить, что фаза действительно та самая, помогли три независимых признака. Первый — нелокальный струнный порядок: если измерить спины через один на длине до двадцати узлов, выстраивается строгая закономерность, хотя соседние спины её не показывают. Второй — спектр запутанности: он имеет характерные повторяющиеся уровни, как у симметричного орнамента. Третий — краевые моды: на концах цепочки появляются «свободные» спины, которые защищены симметрией от помех.

Раньше такие состояния получали только в компьютерных симуляциях или в очень маленьких системах. Теперь их можно готовить на настоящем квантовом железе и, возможно, изучать, что происходит, когда система резко меняется во времени — задача, непосильная для обычных компьютеров.