Квантовый компьютер похож на оркестр, где каждый музыкант-кубит должен играть свою ноту без фальши. Но время от времени в зал врывается прохожий — частица радиации из космоса — и сбивает музыкантов с ритма. Такие сбои называют всплесками ошибок, и они мешают вычислениям.
Учёные взяли два почти одинаковых процессора с разными типами контактов в кубитах (Джозефсоновских переходов). Один сделан по методу «моста», другой — по методу «теней» (Dolan junctions). Оба охлаждали до сверхнизких температур в двух разных холодильниках и смотрели, как часто и как долго длятся сбои. Оказалось, что всплески ошибок очень похожи на те, что вызывают космические лучи: они приходят случайно, но с определённой частотой.
Почему так? Причина, скорее всего, в квазичастицах — «лишних» электронах, которые застревают в сверхпроводнике и портят работу кубитов. Когда учёные чаще посылали управляющие импульсы (π-импульсы), кубиты быстрее возвращались в норму: импульсы как бы выкачивали лишние частицы. Это похоже на то, как встряхивание ковра выбивает из него пыль.
Теперь инженеры знают, что тип контакта в кубите влияет не только на точность, но и на то, как чип переживает радиацию. Возможно, в будущем квантовые компьютеры будут «прогревать» или «встряхивать» перед важными расчётами, чтобы избавиться от накопившихся помех.
Один космический луч может на время испортить сразу несколько соседних кубитов — как будто в оркестре одновременно фальшивят все скрипки.
В сериале «Разрабы» квантовый компьютер даёт сбои из-за таинственных помех — здесь похожая борьба с невидимыми частицами, только реальная.