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
Врачи пересадили мужчине стволовые клетки для борьбы с бесплодием
Наука
Китайские ученые создали 32-битный процессор толщиной в одну молекулу
Новости
«Пьяные» самцы привлекательнее для самок дрозофил, показало исследование
Наука
Midjourney запустила новый генератор изображений после вирусного обновления ChatGPT
Новости
Самокаты только по биометрии: какие изменения планируют в России
Новости
Студенты разработали приложение для баланса работы и личной жизни
Новости
Неуловимую «обреченную» пару звезд нашли вблизи Солнечной системы
Космос
Как защитить доступ к «Госуслугам» от мошенников: появился новый способ
Новости
«Уэбб» поставил астрономов в тупик: какую аномалию он нашел во Вселенной
Космос
Физики собрали «квантовый сэндвич» из невозможных материалов
Наука
Российский военный спутник выпустил новый объект на орбите: неизвестно, что это
Кейсы
Эта черная дыра поглощает материю и выбрасывает часть еды в космос
Космос
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука
Солнечная буря сдавила магнитное поле Юпитера «как гигантский мяч для сквоша»
Космос
Анализ крови определяет стадию болезни Альцгеймера с точностью 92%: это поможет подобрать терапию
Наука
ИИ впервые прошел тест Тьюринга: GPT-4.5 обманул людей в 73% случаев
Новости
В Сколтехе нашли способ увеличить емкость суперконденсаторов для электромобилей
Наука
ИИ ускорил поиск дефектов трубопроводов в 30 раз
Новости
Под пирамидами Гизы нашли «скрытый город», но с учеными согласны не все
Наука