Las paredes rugosas hacen que los cúbits sean impredecibles exprés
Un ordenador cuántico se ensambla a partir de muchos cúbits, como una orquesta a partir de músicos. Pero cada instrumento suena un poco distinto. En los cúbits superconductores, el papel de la cuerda lo desempeña un fino sándwich de aluminio y óxido de aluminio: la unión Josephson. A través de ella tunelan pares de electrones, y de lo fácil que les resulte depende la "altura tonal" del cúbit.
El problema es que las fronteras entre capas nunca son perfectamente lisas. La rugosidad se parece a las ondulaciones en la arena después del viento: hay una altura media de los montículos (σ) y una distancia entre ellos (ξ). Los investigadores simularon 5000 de estas uniones con distintas ondulaciones y calcularon cómo cambia la energía de Josephson, esa "altura tonal".
Cuanto más altos son los montículos (mayor σ), mayor es en promedio la energía, pero también crece la dispersión. En cambio, la distancia entre montículos (ξ) influye de otra manera: con un ξ mayor, la energía media disminuye ligeramente, pero la dispersión igualmente aumenta. Esto significa que, incluso con la misma tecnología de fabricación, los cúbits inevitablemente diferirán.
Ahora los ingenieros tienen una imagen sencilla: para que los cúbits se parezcan entre sí, hay que controlar no solo el grosor de las capas, sino también la rugosidad de sus fronteras. De lo contrario, la orquesta desafinará.
La distribución lognormal es frecuente en la naturaleza: así se distribuyen los tamaños de partículas en la trituración, los ingresos en economía e incluso el tiempo que la gente pasa en un sitio web.
En la serie "Devs", el ordenador cuántico falla debido a la inestabilidad de los cúbits, y los protagonistas buscan la manera de sincronizarlos, como afinadores de pianos.