I computer quantistici possono essere distrutti da particelle ad alta energia dallo spazio

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e del Pacific Northwest National Laboratory hanno scoperto che le radiazioni, compresi i raggi cosmici, causano errori nei calcoli dei computer quantistici. Questa scoperta risolve un mistero vecchio di decenni sull’origine di questi problemi, noto come avvelenamento da quasiparticelle.

La radiazione ambientale (comprese le particelle beta, i raggi gamma e i raggi X) separa gli elettroni legati, che a loro volta interrompe i qubit (bit quantico). La potenza del calcolo quantistico deriva dai qubit, unità di informazione di base che possono memorizzare due stati contemporaneamente. La sfida più grande in questo campo è migliorare la coerenza, ovvero il periodo in cui un qubit può mantenere il suo stato quantistico.

Questa nuova indagine, il cui articolo scientifico è stato recentemente pubblicato su Nature determina che, senza intervento, le sole radiazioni cosmiche e ambientali limiterebbero la durata di un qubit a pochi millisecondi. Attualmente, il bit quantistico dura meno di un millesimo di millisecondo, quindi risolvere il problema delle radiazioni è fondamentale per un giorno per ottenere un calcolo quantistico pratico.

Il problema della radiazione

I ricercatori propongono quindi una soluzione alla radiazione: una sorta di scudo di piombo, comunemente usato nella fisica nucleare e delle particelle.

Durante gli esperimenti, il team ha sviluppato uno schermo di piombo spesso 10 cm e lo ha posizionato attorno a un criostato che mantiene bassi i qubit. Questa soluzione ha posto fine agli effetti delle radiazioni.

Ora, l’obiettivo del team è determinare in che modo ciascuna forma di radiazione influisce sulla formazione di quasiparticelle. La scoperta potrebbe non solo migliorare le prestazioni dei computer quantistici, ma anche cambiare alcuni dei paradigmi già noti sull’argomento.