Квантовый компьютер собирают из множества кубитов — как оркестр из музыкантов. Но каждый инструмент звучит чуть по-своему. В сверхпроводящих кубитах роль струны играет тонкий сэндвич из алюминия и оксида алюминия — переход Джозефсона. Через него туннелируют пары электронов, и от того, насколько легко им это делать, зависит «высота тона» кубита.

Проблема в том, что границы между слоями никогда не бывают идеально гладкими. Шероховатость похожа на рябь на песке после ветра: есть средняя высота бугорков (σ) и расстояние между ними (ξ). Исследователи смоделировали 5000 таких переходов с разной рябью и посчитали, как меняется энергия Джозефсона — та самая «высота тона».

Чем выше бугорки (больше σ), тем в среднем больше энергия, но и разброс растёт. А вот расстояние между бугорками (ξ) влияет иначе: при большем ξ средняя энергия чуть падает, но разброс всё равно увеличивается. Это значит, что даже при одинаковой технологии изготовления кубиты неизбежно будут различаться.

Теперь у инженеров есть простая картинка: чтобы сделать кубиты похожими друг на друга, нужно контролировать не только толщину слоёв, но и шероховатость их границ. Иначе оркестр будет фальшивить.