Наука

Ученые: космическое излучение может дестабилизировать квантовые компьютеры

16 мая 2021

Квантовые компьютеры развиваются захватывающими темпами, но, к сожалению, вскоре этот прогресс может остановиться. Космические лучи, стекающие на Землю, могут нарушить целостность информации в этих квантовых компьютерах, и теперь команда Массачусетского технологического института показала, насколько они уязвимы и что может потребоваться для их защиты. Об этом сообщает издание New Atlas.

В традиционных компьютерах информация представлена в “битах” в виде нуля или единицы. Но благодаря жутким правилам квантовой физики биты в квантовых компьютерах (называемые кубитами) могут существовать в суперпозиции обоих состояний одновременно. Это означает, что они могут выполнять множество операций параллельно, что делает их намного более мощными, чем существующие компьютерные системы.

Но на пути к созданию практических квантовых компьютеров есть серьезное препятствие. Кубиты имеют довольно низкое время когерентности, которое относится к тому, как долго они могут оставаться в этом состоянии суперпозиции. Это потому, что они чувствительны к внешним помехам, таким как тепло, магнитные и электрические поля или даже к низкоуровневому излучению, которое постоянно нас окружает.

Космические лучи и каскад вторичных частиц постоянно обрушиваются на Землю, и хотя они являются незаметными, они могут нанести ущерб электронике .

В новом исследовании ученые из Массачусетского технологического института, лаборатории Линкольна и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) количественно определили, насколько серьезной проблемой могут быть космические лучи для квантовых компьютеров.

В ходе экспериментов исследователи поместили диски облученной меди рядом со сверхпроводящими кубитами, чтобы измерить воздействие излучения. Эксперименты проводились внутри холодильника, чтобы свести к минимуму другие помехи за счет охлаждения окружающей среды примерно в 200 раз холоднее, чем космический вакуум. Второй облученный медный диск был исследован вне холодильника, чтобы измерить, какому количеству излучения подвергается квантовая система.

Используя эту установку и другие симуляции, команда обнаружила, что время когерентности кубит будет ограничен примерно четырьмя миллисекундами. Дальнейшие эксперименты подтвердили эту цифру, установив радиационный экран между медными дисками и кубитами. Щит действительно помог, но это не самое практичное решение – это была двухтонная стена из свинцовых кирпичей.

Эксперимент показывает, что для получения максимальной отдачи от квантовых компьютеров нам необходимо создать их с адекватной защитой. Это может означать перемещение их глубоко под землю, как в экспериментах по охоте на нейтрино, которые также нуждаются в защите от космических лучей. Но это может быть не единственное решение, – говорят специалисты.

“Если мы хотим построить промышленность, мы, вероятно, предпочтем смягчить воздействие радиации над землей. Мы можем подумать о разработке кубитов таким образом, чтобы они были радикально жесткими и менее чувствительными к квазичастицам, или разработать ловушки для квазичастиц, чтобы даже если они постоянно генерируются излучением, они могли улетать от кубита. Так что это определенно не игра, – рассказал Уильям Оливер, автор исследования .

Источник: New Atlas

Lifestyle

Сольный концерт Жени Львовской на СИГНОН Open Air Fest 2023 состоялся накануне выхода дебютного альбома певицы

В преддверии выхода дебютного альбома певица Женя Львовская выступила с сольным концертом на музыкальном фестивале…

здоровье

Техасский институт сердечной аритмии в Медцентре Св. Дэвида, первым в США имплантировал одобренный FDA новый дефибрилляционный электрод

Электрофизиологи из Техасского института сердечной аритмии (TCAI), расположенного в Медицинском центре Св. Дэвида, стали первыми…

Tech

ZKONG представила интеллектуальные решения для розничной торговли на выставке EuroShop 2026

На ведущей мировой выставке розничной торговли EuroShop 2026 компания ZKONG показала миру свои интеллектуальные технологии…

Экономика

Компания Reju объявила о выборе площадки для первого в США промышленного центра регенерации в Рочестере

Reju — компания, которая специализируется на регенерации отходов текстиля в текстиль, объявила, что выбрала площадку…