La surface d'un niobium fraîchement poli brille comme un miroir. Mais en quelques minutes, une fine pellicule d'oxyde, invisible à l'œil, vient la ternir. Pour un qubit supraconducteur, cette pellicule est comme du sable dans un engrenage : elle fait s'effondrer l'état quantique prématurément. Plus le qubit « respire » l'air, plus vite il oublie son information quantique.
Les chercheurs ont eu une idée astucieuse : ils ont construit une petite chambre hermétique dans laquelle on place le dispositif immédiatement après avoir retiré l'oxyde. Cinq minutes suffisent – et l'appareil se retrouve sous vide, où la pellicule ne peut tout simplement pas se former. Cet « incubateur sous vide » a permis aux résonateurs en niobium d'atteindre une qualité interne supérieure à un million à une puissance d'un photon. Cela signifie que le signal à l'intérieur du résonateur vit très longtemps, sans presque s'atténuer.
Ensuite, les chercheurs ont volontairement remis les dispositifs à l'air. La fréquence des résonateurs a dérivé vers le bas, et la qualité a chuté – exactement comme le prédit le modèle de croissance de la couche d'oxyde. Cela a confirmé que c'est bien la frontière entre le métal et l'air qui vole la cohérence. Désormais, on peut contrôler cette frontière et, du même coup, étudier à quelle vitesse l'oxyde revient et comment il affecte les propriétés quantiques du niobium.
La couche d'oxyde sur le niobium n'atteint que quelques nanomètres d'épaisseur, mais cela suffit à réduire notablement la durée de vie de l'état quantique.