Свежеотполированная поверхность ниобия блестит, как зеркало. Но уже через несколько минут на ней появляется тусклая плёнка окисла, невидимая глазу. Для сверхпроводящего кубита эта плёнка — как песок в часах: она заставляет квантовое состояние разрушаться раньше времени. Чем дольше кубит «дышит» воздухом, тем быстрее он забывает свою квантовую информацию.
Учёные сделали ловкий ход: они построили маленькую герметичную камеру, куда помещается устройство сразу после удаления окисла. Всего пять минут — и прибор уже в вакууме, где плёнке просто не из чего расти. Такой «вакуумный инкубатор» позволил резонаторам на ниобии достичь внутренней добротности выше миллиона при мощности в один фотон. Это значит, что сигнал внутри резонатора живёт очень долго, почти не затухая.
Потом исследователи нарочно вернули устройства на воздух. Частота резонаторов поползла вниз, а добротность упала — ровно так, как предсказывает модель роста окисной плёнки. Это подтвердило: именно граница металла и воздуха крадёт когерентность. Теперь есть способ держать эту границу под контролем и заодно изучать, как быстро окисел возвращается и как он влияет на квантовые свойства ниобия.
Окисная плёнка на ниобии вырастает всего до нескольких нанометров, но этого хватает, чтобы заметно сократить время жизни квантового состояния.