Квантовый компьютер похож на оркестр, где каждый музыкант должен играть строго свою ноту. Но в зале есть невидимые шумы — дефекты в сверхпроводящих контактах, которые сбивают кубиты с ритма. Эти дефекты называют двухуровневыми системами. Они как трещинки в стекле: маленькие, но способны испортить всю картину.
Авторы работы решили выяснить, откуда берутся такие трещинки. Они собрали огромный набор данных: 6000 контактов из алюминия и оксида алюминия, а также больше 600 снимков с атомным разрешением. Оказалось, чем толще алюминиевая плёнка и чем крупнее зёрна металла, тем меньше дефектов. Это как если бы толстая, однородная плёнка была прочнее тонкой и зернистой.
Такой подход — большие данные плюс микроскопия — открывает путь к более надёжным квантовым схемам. Меньше дефектов — меньше шума, а значит, кубиты смогут дольше сохранять свои квантовые состояния. Это шаг к тому, чтобы квантовый оркестр играл чище.
Двухуровневые системы ведут себя как крошечные магнитики, которые случайно переворачиваются и мешают кубитам.