Les physiciens ont compris comment les particules cosmiques et le rayonnement de fond affectent l'informatique quantique

Les rayons cosmiques tourmentent l’informatique classique depuis des décennies. Quand les particules énergétiques proviennent

l'espace et j'ai heurté un ordinateur en siliciumpuce, un ou plusieurs bits qu'elle contient peuvent changer son état de manière imprévisible. De telles erreurs conduisent à des échecs dévastateurs. Par exemple, le vol Qantas 72 a souffert précisément de données incorrectes sur l'instrument de l'avion.

Dans une nouvelle étude, une équipe internationale de scientifiquesde l'Université du Wisconsin-Madison voulait comprendre l'impact des particules cosmiques et du rayonnement de fond sur l'informatique quantique. Pour ce faire, les physiciens ont mené une série d’expériences avec deux paires de qubits supraconducteurs sur un substrat de silicium. Une paire de qubits était séparée de 340 microns et la seconde de 640 microns.

Au cours de l'étude, il s'est avéré que dans le processusopérations quantiques, lorsqu'une certaine manipulation des qubits a été effectuée, de nombreux sauts de charge simultanés ont été enregistrés sur des paires voisines. La simulation de processus sur ordinateur utilisant l'instrumentation standard de la physique des particules élémentaires a suggéré que des sauts se produisent aux moments d'interaction de qubits (puce) avec un fond mixte et un rayonnement cosmique (avec des particules de ces rayonnements).

Données expérimentales et théoriquesindiquent qu'au cours des opérations quantiques, sous l'influence de particules cosmiques et de fond, des erreurs dites corrélées se sont produites. Il s'est avéré que les particules cosmiques et le rayonnement de fond influencent fortement l'informatique quantique de manière inattendue.

À la suite de l'étude, les scientifiques ont proposé deuxsolutions possibles. La première consiste à protéger le processeur quantique en le recouvrant de plomb et en le déplaçant sous terre. De telles technologies sont déjà utilisées dans des expériences pour détecter la matière noire et les neutrinos, qui sont particulièrement sensibles aux rayonnements. La seconde solution consiste à réduire la sensibilité des qubits, par exemple en ajoutant des matériaux à la puce qui peuvent piéger les quasiparticules ou les éloigner du substrat qubit.

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