Ученые обнаружили, что частицы из космоса мешают работе наших квантовых компьютеров

Ученые обнаружили, что излучение, включая космические лучи, заставляет сверхпроводящие кубиты приходить в беспорядок, сообщает kratko-news.com.

Новое исследование показало, что излучение, включая космические лучи, вызывает ошибки в расчетах квантовых компьютеров, разрешив давнюю загадку происхождения этих проблем, известную как отравление квазичастицами. 

Исследователи из Массачусетского технологического института и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории определили, что излучение окружающей среды, в том числе бета-частицы, гамма-лучи и рентгеновские лучи, разрушает связанные электроны, которые затем разрушают кубиты. Их исследование было опубликовано в среду в журнале Nature.

«Если вы оглянетесь на последние несколько лет развития квантовых вычислений, то увидите, что они улучшаются в геометрической прогрессии», — сказал Бен Лоер, штатный физик Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и соавтор исследования. «Все, что мы сделали, — это еще одно место, где его нужно улучшить, но у нас есть много идей, как это сделать».

Базовая единица информации в традиционных вычислениях — это бит, который может хранить 1 или 0. Квантовые вычисления получают свою мощность от кубитов, базовых единиц информации, которые могут хранить два состояния одновременно. Основная проблема в достижении практических квантовых вычислений заключается в улучшении когерентности или продолжительности времени, в течение которого кубит может сохранять свое квантовое состояние — чем дольше вы покидаете кубит, тем больше вероятность, что он будет разрушен квазичастицами, которые являются неспаренными электронами.

Радиация может исходить как на Земле, так и из космоса. Строительные материалы, такие как бетон и кирпич, излучают низкий уровень радиации, а внеземные ядра производят космическое излучение, когда они взаимодействуют с атмосферой Земли. Исследовательская группа обнаружила, что без вмешательства только космическое излучение и излучение окружающей среды ограничат продолжительность жизни кубита до нескольких миллисекунд. Сегодня кубиты служат меньше одной тысячной миллисекунды, поэтому решение проблемы излучения имеет решающее значение для того, чтобы однажды достичь практических квантовых вычислений.