Физики выяснили, как космические частицы и фоновая радиация влияют на квантовые вычисления

Согласно новому исследованию, частицы из космоса и фоновая радиация оказывают гораздо более сильное влияние на квантовые вычисления, чем ученые полагали раньше.

Космические лучи десятилетиями мешали классическим вычислениям. Когда энергичные частицы прилетают из космоса и ударяются о кремниевый компьютерный чип, один или несколько битов в нем могут изменить его состояние непредсказуемым образом. Такие ошибки приводят к разрушительным сбоям. Например, рейс 72 авиакомпании Qantas пострадал как раз из-за неверных данных на приборе самолета.

В новом исследовании международная группа ученых из Висконсинского университета в Мадисоне хотела понять, насколько сильно космические частицы и фоновая радиация влияют на квантовые вычисления. Для этого физики провели серию экспериментов с двумя парами сверхпроводящих кубитов на кремниевой подложке. Одна пара кубитов была разнесена на 340 мкм, а вторая — на 640 мкм.

В ходе исследования выяснилось, что в процессе квантовых операций, когда проводились какие-то манипуляции с кубитами, на соседних парах регистрировались многочисленные одновременные скачки заряда. Моделирование процессов на компьютере с привлечением стандартного инструментария физики элементарных частиц подсказало, что скачки возникают в моменты взаимодействия кубитов (чипа) со смешенным фоновым и космическим излучением (с частицами этих излучений).

Экспериментальные и теоретические данные указывают на то, что в ходе квантовых операций под воздействием космических и фоновых частиц возникали так называемые коррелированные ошибки. Оказалось, что космические частицы и фоновая радиация неожиданно сильно влияют на квантовые вычисления.

В результате исследования ученые предложили два возможных решения. Первое — защитить квантовый процессор, покрыв свинцом и переместив в под землю. ТАкие технологии уже применяются в экспериментах по обнаружению темной материи и нейтрино, которые особенно чувствительны к излучению. Второе решение — снизить чувствительность кубитов, например, добавив в чип материалы, которые могут улавливать квазичастицы или уводить их от подложки кубита.


Читать далее

Ученые нашли на дне Марианской впадины вирусы аномально больших размеров

Впервые в истории 9 звезд исчезли за полчаса и не вернулись

«Неминуемая радиологическая угроза»: что известно об утечке на китайской АЭС «Тайшань»


Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В 21 регионе России «замедлился интернет»: Роскомнадзор объяснил причину
Новости
Ядерные отходы хотят переработать в материалы для электроники
Новости
«Уэбб» рассмотрел кольца из углерода в двойной звездной системе
Новости
Квантовые инженеры поместили кота Шредингера в компьютерный чип
Наука
Кофе может снизить риск смертности, но только в одном случае
Наука
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос