الضوضاء الكمومية: بماذا يتنفس رقاقة فائقة التوصيل؟ سريع
في الدوائر فائقة التوصيل التي تُبنى منها الحواسيب الكمومية، تولد من وقت لآخر جسيمات زائدة — جسيمات شبه كمومية (quasiparticles). تشبه هذه الجسيمات المارة العشوائيين الذين يقتحمون عمل المعالج ويفسدون الحسابات. تعلم العلماء التقاط هذه الأحداث في الزمن الحقيقي على كيوبتين متجاورين — عنصرين فائقَي التوصيل حساسين للشحنة. كلا الكيوبتين متصلان بدليل موجي مشترك، مثل ميكروفونين في غرفة واحدة: إذا حدث شيء قريب، يسمعه كلاهما.
في الوضع الهادئ، تنفذ الجسيمات شبه الكمومية عبر الحاجز (تتسرب عبر حاجز الطاقة) بضع مرات فقط في الثانية. ولكن حوالي مرة في الدقيقة تأتي دفقة: في أجزاء من الألف من الثانية يقفز المعدل ألف مرة. تستمر هذه الدفقات حوالي 7 ميلي ثانية — مثل رنة قصيرة في الصمت. والأهم: كلا الكيوبتين يسمعان هذه الرنة في نفس الوقت تقريبًا، مما يعني أن الأخطاء الناتجة عن الجسيمات شبه الكمومية مترابطة، أي أنها تحدث في عدة أماكن في وقت واحد.
لاحظ المؤلفون أيضًا أحداثًا نادرة حيث تصاحب الدفقة إزاحة في الشحنة على الكيوبت — حوالي مرة في الساعة. هذا كما لو أن ضيفًا لم يدخل الغرفة فحسب، بل حرّك الأثاث أيضًا. فهم هذه الارتباطات سيساعد في بناء معالجات كمومية تخطئ أقل — فالآن أصبح مرئيًا متى ومن أين يأتي الضجيج.
الجسيمات شبه الكمومية في الموصل الفائق ليست جسيمات حقيقية، بل إثارات جماعية تتصرف مثل الجسيمات، لكنها موجودة فقط داخل المادة.
في مسلسل «Devs» يعاني الحاسوب الكمومي من أعطال غامضة — يشبه هذا المشكلة الحقيقية لدفقات الجسيمات شبه الكمومية، فقط في الفيلم مصدرها خارج الأرض.