Los físicos han descubierto cómo las partículas cósmicas y la radiación de fondo afectan la computación cuántica

Los rayos cósmicos han plagado la informática clásica durante décadas. Cuando las partículas energéticas provienen de

espacio y chocó contra una computadora de siliciochip, uno o más bits en él pueden cambiar su estado de maneras impredecibles. Estos errores conducen a fracasos devastadores. Por ejemplo, el vuelo 72 de Qantas sufrió precisamente debido a datos incorrectos en el instrumento del avión.

En un nuevo estudio, un equipo internacional de científicosde la Universidad de Wisconsin-Madison quería comprender el impacto que tienen las partículas cósmicas y la radiación de fondo en la computación cuántica. Para ello, los físicos llevaron a cabo una serie de experimentos con dos pares de qubits superconductores sobre un sustrato de silicio. Un par de qubits estaba separado por 340 micrones y el segundo por 640 micrones.

Durante el estudio, resultó que en el procesooperaciones cuánticas, cuando se llevó a cabo alguna manipulación de los qubits, se registraron numerosos saltos de carga simultáneos en pares vecinos. La simulación de procesos en una computadora utilizando la instrumentación estándar de la física de partículas elementales sugirió que los saltos ocurren en los momentos de interacción de los qubits (chip) con una mezcla de fondo y radiación cósmica (con partículas de estas radiaciones).

Datos experimentales y teóricosindican que en el curso de las operaciones cuánticas, bajo la influencia de partículas cósmicas y de fondo, surgieron los llamados errores correlacionados. Resultó que las partículas cósmicas y la radiación de fondo influyen inesperadamente en la computación cuántica.

Como resultado del estudio, los científicos han propuesto dossoluciones posibles. La primera es proteger el procesador cuántico recubriéndolo con plomo y moviéndolo bajo tierra. Estas tecnologías ya se están utilizando en experimentos para detectar materia oscura y neutrinos, que son especialmente sensibles a la radiación. La segunda solución es reducir la sensibilidad de los qubits, por ejemplo, agregando materiales al chip que puedan atrapar cuasipartículas o alejarlas del sustrato de qubits.

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