Опасные космические лучи

Квантовые компьютеры развиваются впечатляющими темпами, но, к сожалению, вскоре этот прогресс может застопориться.

Космические лучи, падающие на Землю, могут нарушить целостность информации в этих квантовых компьютерах, и сейчас команда MIT показала, насколько они уязвимы и что может потребоваться для их защиты.

Космические лучи мешают работе квантовых компьютеров

В традиционных компьютерах информация представлена в "битах" либо как ноль, либо как единица. 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 значительно более мощными, чем существующие компьютерные системы.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Но есть главное препятствие в создании практичных квантовых компьютеров. Кубиты имеют довольно низкое время когерентности, что 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 низкочастотному излучению, которое постоянно нас окружает.

Худшие виновники поступают из космоса. Космические лучи и каскад вторичных частиц, которые они создают, постоянно обрушиваются на нас, и хотя мы лично их не замечаем, они могут нанести вред электронике.

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

В экспериментах исследователи поместили диски из облученной меди рядом со сверхпроводящими кубитами для измерения воздействия излучения. Эксперименты проводились внутри рефрижератора, минимизируя другие помехи за счет охлаждения окружающей среды примерно в 200 раз холоднее, чем в вакууме пространства. Второй облученный медный диск был исследован снаружи холодильника для измерения уровня радиации, которой подвергалась квантовая система.

Используя эту установку и другие модели, команда обнаружила, что время когерентности кубита будет ограничено примерно четырьмя миллисекундами. Дальнейшие эксперименты подтвердили эту цифру, поместив или удалив радиационную защиту между медными дисками и кубитами. Экран действительно помог, но это не самое практичное решение - это двухтонная стена из свинцовых кирпичей.

Эксперимент показывает, что для получения максимальной отдачи от квантовых компьютеров необходимо строить адекватнjt экранирование. Это может означать перемещение их глубоко под землю, как эксперименты по поиску нейтрино, которые также нуждаются в защите от космических лучей. Но это может быть не единственным решением, говорит команда.

"Если мы хотим построить производство, мы, скорее всего, предпочли бы смягчить воздействие радиации над землей", - говорит Уильям Оливер, автор исследования. Мы можем подумать о том, чтобы спроектировать кубиты таким образом, чтобы они были "жесткими" и менее чувствительными к квазичастицам, или спроектировать ловушки для квазичастиц таким образом, чтобы даже если они постоянно генерируются излучением, они могли улетучиться от кубита". Так что это определенно не игра".

Исследование было опубликовано в журнале "Nature". опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet