Космические лучи и их аналоги мешают работе квантовых компьютеров

Из строя выходят частицы квантового компьютера, которые называются кубиты. Это ячейки памяти и примитивные вычислительные модули, которые, в отличие от традиционного бита, могут хранить в себе одновременно и ноль, и единицу. Однако в ближайшее время научное сообщество может столкнуться с одной серьезной проблемой, которая помешает дальнейшему развитию тех форм квантовых компьютеров. 

Речь идет о так называемого «отравления квазичастицами». Так физики называют явление неизвестной природы, из-за которого количество спаренных электронов внутри сверхпроводника со временем постепенно падает. Из-за этого разрушаются квантовые состояния и кубит выходит из строя.

Группа физиков предположила, что источником этих квазичастиц могут быть космические лучи и другие источники ионизирующего излучения. Для того, чтобы проверить это на практике, они создали искусственный аналог космических лучей — источник радиации высокой мощности, мощность которого быстро убывала.

Выяснилось, что среднее время работы кубита по мере снижения уровня радиации вырастало примерно в шесть раз. В следующем эксперименте ученые создали вокруг холодильника, где хранились кубиты, стену из свинцовых «кирпичей», и проследили за тем, как изменилась продолжительность их жизни после появления подобного щита от радиации. Выводы ученых подтвердились: без подобной защиты сверхпроводящий кубит в лучшем случае работал примерно 4 миллисекунды, после чего его квантовое состояние гарантированно разрушалось из-за космических лучей или фоновой радиации.

Теперь ученым предстоит выяснить, где размещать квантовые компьютеры, чтобы воздействие на них подобных излучений было минимальным.