الحاسوب الكمومي مثل أوركسترا، حيث يجب على كل عازف أن يعزف نغمته دون نشاز. لكن الكوبيتات فائقة التوصيل تعاني من مشكلة شائعة: تتراكم شحنات عشوائية على أقطابها، فتنزلق "النغمة". يسمي المهندسون هذا انجراف انحياز الشحنة — وعادة ما يقاتلونه لسنوات.
في العمل الجديد، وُصف كوبيت من التنتالوم حافظ على ضبطه قرابة ثلاثة أشهر: بقيت الشحنة مثبتة عند الصفر، رغم تسخين الجهاز مرتين إلى درجة حرارة الغرفة ثم تبريده مجددًا. لكن عند التبريد التالي اختفى الاستقرار — مما يعني أن الآلية كانت هشّة. وُجد الحل على السطح: أثناء التصنيع، بقيت طبقة رقيقة من فائق التوصيل بين الأقطاب، عملت كمحاثّة إضافية ومنعت الشحنة من التجول.
الآن يريد المهندسون صنع هذه الطبقة عمدًا. إذا نجحوا، ستتوقف الكوبيتات عن "الخروج عن اللحن" بسبب الشحنات العشوائية — وستصبح الدوائر الكمومية أبسط وأكثر موثوقية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.12367
Superconducting quantum circuits are sensitive to their electrostatic environment: uncontrolled charges accumulating on the electrodes of a Josephson junction shift the energy levels of a qubit, perturbing its operation and restricting their design. This effect is captured by a single parameter - the charge offset - whose slow, unpredictable drift has proven difficult to eliminate in practice. Here, we report a tantalum-based transmon qubit in which the charge offset remains pinned at zero over nearly three months of measurements, including two thermal cycles, with no observable compromise to the qubit lifetime. This exceptional stability disappears in later cooldowns, indicating a fragile mechanism at play. We attribute it to the inductance of a thin superconducting layer inadvertently formed in parallel with the Josephson junction during fabrication. X-ray surface spectroscopy suggests this layer arises from an incomplete wet-etch of tantalum on sapphire. Deliberately engineering such a layer offers a route to eliminating charge-offset drift in superconducting circuits more broadly.
التنتالوم معدن مقاوم للحرارة، يُصنع منه المكثفات في الهواتف الذكية؛ وهنا ساعد الكوبيت على تثبيت ضبطه.