Квантовый компьютер похож на оркестр, где каждый кубит — музыкант, а измерение — попытка дирижёра услышать, кто как сыграл. Но в зале шумно: сигнал затухает, как звук сквозь толстую стену, а сам дирижёр иногда путает ноты. Физики измерили этот шум с точностью до каждой помехи.
Они взяли сверхпроводящий кубит — крошечный контур, который ведёт себя как атом, — и провели серию измерений в середине вычисления. Такие измерения нужны для исправления ошибок: компьютер проверяет сам себя по ходу работы. Но каждое измерение само вносит ошибку. Чтобы её увидеть, учёные применили метод, который раскладывает ошибку на элементарные части: затухание сигнала, неточность считывания и неполное «схлопывание» кубита в определённое состояние.
Оказалось, что сила ошибок меняется с громкостью измерительного импульса — как громкость голоса в шумной комнате. Когда импульс слабый, ошибки растут, когда сильный — падают, но не до нуля. Физики построили простую модель с несколькими параметрами, которая предсказывает эти изменения. Теперь можно настраивать измерения так, чтобы ошибок было меньше.
Такой разбор ошибок — как настройка инструментов перед концертом. Если слышно, что скрипка фальшивит из-за расстроенной струны, а не из-за плохой акустики, можно починить именно струну. Для квантовых компьютеров это шаг к тому, чтобы они считали без сбоев.
Сверхпроводящие кубиты работают при температуре ниже, чем в открытом космосе — около 0,01 градуса выше абсолютного нуля.