Новости Hardware

Космические частицы и фоновая радиация неожиданно сильно влияют на квантовые вычисления

Согласно новым исследованиям, частицы из космоса и фоновая радиация оказывают намного более сильное влияние на квантовые вычисления, чем это считалось ранее. Дело может дойти до того, что квантовые системы начнут прятать в свинцовые саркофаги глубоко под землю.

Источник изображения: Chris Wilen

Источник изображения: Chris Wilen / Physics World

Международная группа исследователей под руководством Роберта Макдермотта (Robert McDermott) из Висконсинского университета в Мадисоне провела серию экспериментов с двумя парами сверхпроводящих кубитов на кремниевой подложке. Одна пара кубитов была разнесена на 340 мкм, а вторая — на 640 мкм.

Эксперимент показал, что в процессе квантовых операций, когда проводились какие-то манипуляции с кубитами, на соседних парах регистрировались многочисленные одновременные скачки заряда. Моделирование процессов на компьютере с привлечением стандартного инструментария физики элементарных частиц подсказало, что скачки возникают в моменты взаимодействия кубитов (чипа) со смешанным фоновым и космическим излучением (с частицами этих излучений).

Экспериментальные и теоретические данные указывают на то, что в ходе квантовых операций под воздействием космических и фоновых частиц возникали так называемые коррелированные ошибки. Иначе говоря, ошибки в одной паре кубитов одновременно проявляли себя в соседней паре кубитов и это не просто плохо, а очень плохо.

Для коррекции ошибок в кантовых вычислениях используются два основных способа — простой, методом увеличения числа физических кубитов и более сложный — с помощью поверхностных кодов из связанных кубитов. В первом случае для полного сохранения значения логического кубита может потребоваться до 1000 физических кубитов на каждый логический кубит, а во втором случае строится двумерная матрица из физических и логических кубитов, что требует намного меньше ресурсов для исправления ошибок.

Одна из особенностей перспективного метода поверхностных кодов проявляется в том, что коррелированных ошибок в системе нет. Во всяком случае, так считалось до нового эксперимента. Физики из США показали, что это не так и частицы из космоса и фонового излучения способны одновременно влиять на состояния соседних кубитов, хотя чем дальше эти кубиты разнесены, тем меньше вероятность таких ошибок.

Одна из причин коррелированных ошибок кроется в том, что космические частицы при взаимодействии с кубитом выбивают фотоны, которые, в свою очередь, вызывают в материале квантового процессора появление квазичастиц. Эти квазичастицы распространяются в материале достаточно далеко, чтобы влиять на соседние кубиты. Как следствие, считают физики, конструкцию квантовых процессоров придётся серьёзно доработать, как и вводить свинцовое экранирование и, что самое надёжное, прятать квантовые системы глубоко под землю, как это делают при изучении нейтрино или при поиске тёмной материи.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Видео: основные режимы игры и бесконечный поезд в новом трейлере Demon Slayer: Kimetsu no Yaiba – The Hinokami Chronicles 2 ч.
Версии раллийной аркады Art of Rally для PS4 и PS5 обрели точную дату выхода — 6 октября 3 ч.
В первом дневнике разработки Company of Heroes 3 рассказали о роли сообщества и показали новый геймплей 3 ч.
Слухи: в октябрьскую подборку PlayStation Plus войдут Mortal Kombat X и PS5-версия Hell Let Loose 3 ч.
Видео: сравнение технологии сглаживания NVIDIA DLAA в TES Online с режимами DLSS и TAA 17 ч.
Synology запустила облачный сервис резервного копирования данных C2 Backup 18 ч.
Трейлер мультсериала «Аркейн» по League of Legends посвятили Вай и Джинкс 19 ч.
Крупнейшие криптобиржи перестали регистрировать китайских пользователей 24 ч.
Новая статья: Encased — Зона под куполом. Рецензия 26-09 00:22
Торгующий криптовалютой хомяк увеличил свой портфель почти на 30 % за три месяца — это больше, чем в фонде Баффета 25-09 20:54
Samsung попросила у властей США новые налоговые льготы в обмен на строительство передового производства чипов 13 мин.
Дебютировал ноутбук Honor MagicBook V 14 под управлением Windows 11 31 мин.
Core i9-12900K оказался на 27 % быстрее Ryzen 9 5950X в одноядерном тесте CPU-Z 32 мин.
Tronsmart представила портативную колонку Splash 1 с защитой от воды и автономностью 24 часа — сейчас она доступна со скидкой 60 мин.
Ajax MotionCam Outdoor — беспроводной уличный датчик движения со встроенной фотокамерой 2 ч.
Представлены 4K-телевизоры Honor Vision X2 с диагональю до 65 дюймов 3 ч.
Учёные научились определять уровень загрязнения воды с помощью обычных смартфонов 3 ч.
Panasonic отправит «на раннюю пенсию» более 1000 японцев в результате реструктуризации 3 ч.
Oppo анонсировала телевизор Smart TV K9 с диагональю 75 дюймов по цене $900 4 ч.
Oppo представила смарт-часы Watch Free с автономностью до двух недель 4 ч.