Fiziķi ir noskaidrojuši, kā kosmiskās daļiņas un fona starojums ietekmē kvantu skaitļošanu

Kosmiskie stari ir nomocījuši klasisko skaitļošanu gadu desmitiem. Kad enerģētiskās daļiņas nāk no

vietu un sitis pret silīcija datorumikroshēma, viens vai vairāki biti tajā var mainīt tā stāvokli neparedzamā veidā. Šādas kļūdas noved pie postošām neveiksmēm. Piemēram, Qantas 72. reiss cieta tieši nepareizu datu dēļ uz lidmašīnas instrumenta.

Jaunā pētījumā starptautiska zinātnieku komandaViskonsinas-Medisonas Universitāte vēlējās saprast, cik lielu ietekmi uz kvantu skaitļošanu atstāj kosmiskās daļiņas un fona starojums. Lai to paveiktu, fiziķi veica virkni eksperimentu ar diviem supravadošu kubitu pāriem uz silīcija substrāta. Viens kubitu pāris tika atdalīts par 340 mikroniem, bet otrs - par 640 mikroniem.

Pētījuma laikā izrādījās, ka šajā procesākvantu operācijas, kad tika veiktas dažas manipulācijas ar kubitiem, blakus esošajiem pāriem tika reģistrēti daudzi vienlaicīgi uzlādes lēcieni. Procesu simulācija datorā, izmantojot elementāro daļiņu fizikas standarta instrumentāciju, liecināja, ka lēcieni rodas kubitu (mikroshēmas) mijiedarbības brīžos ar jauktu fonu un kosmisko starojumu (ar šo starojumu daļiņām).

Eksperimentālie un teorētiskie datinorāda, ka kvantu operāciju laikā kosmisko un fona daļiņu ietekmē radās tā sauktās korelētās kļūdas. Izrādījās, ka kosmiskās daļiņas un fona starojums negaidīti spēcīgi ietekmē kvantu skaitļošanu.

Pētījuma rezultātā zinātnieki ir ierosinājuši divusiespējamie risinājumi. Pirmais ir aizsargāt kvantu procesoru, pārklājot to ar svinu un pārvietojot to pazemē. Šādas tehnoloģijas jau tiek izmantotas eksperimentos, lai noteiktu tumšo vielu un neitrīno, kas ir īpaši jutīgi pret starojumu. Otrs risinājums ir samazināt kubitu jutību, piemēram, pievienojot mikroshēmai materiālus, kas var notvert kvazodaļiņas vai pārvietot tās prom no kubita substrāta.

Lasīt vairāk

Marianas tranšejas apakšā zinātnieki ir atraduši anomāli lielus vīrusus

Pirmo reizi vēsturē 9 zvaigznes pazuda pusstundas laikā un neatgriezās

"Nenovēršami radioloģiski draudi": kas ir zināms par noplūdi Ķīnas atomelektrostacijā "Taishan"