Quantum Computers正在推进令人兴奋的速度，但不幸的是，这进步可能很快停滞。将宇宙射线流入地球可能会干扰这些量子计算机中的信息的完整性，而现在一个麻省理工学院团队已经显示出他们是多么脆弱，以及保护它们可能需要什么。
在传统计算机中，信息以“比特”表示为零或一个。但由于量子物理学的幽灵规则，量子计算机（称为QUBITS）中的比特能够立即存在两个状态的叠加。这意味着它们可以并行执行许多操作，使得它们比现有计算机系统更强大。
但是制造实用量子计算机有一个主要的障碍。Qubits的相干时间相当低，这是指它们在这种叠加状态中可以保持多长时间。这是因为它们对外部干扰敏感，如热，磁场，甚至是所有时间围绕我们的低级辐射。
一些最糟糕的罪犯来自太空。他们创造的宇宙射线和级联的次要粒子在我们身上不断下雨，而我们个人可能不会注意到它们可以批评对电子产品造成严重破坏。
在一项新的研究中，MIT，林肯实验室和太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员现在已经量化了一个问题宇宙射线可能是量子计算机的数量。
在实验中，研究人员将辐照铜的磁盘放在超导Qubits旁边，以测量辐射的影响。实验在稀释冰箱内进行，尽量减少其他干扰通过将环境温度降至比太空真空温度低200倍左右。研究人员在冰箱外研究了第二个受辐射的铜盘，以测量量子系统暴露在多少辐射中。
使用此设置和其他模拟，团队发现Qubit相干时间将限制为大约四毫秒。进一步的实验通过放置或移除铜盘和QUBits之间的辐射屏蔽来证实该图。盾牌确实有所帮助，但它不是最实用的解决方案 - 它是一个两吨的铅砖墙。
实验表明，为了充分利用量子计算机，我们需要以足够的屏蔽构建它们。这可能意味着将它们搬到地下深处，就像中微子狩猎实验这也需要保护宇宙射线。但这可能不是唯一的解决方案，团队说。
“如果我们想要建立一个行业，我们可能更愿意减轻地面辐射的影响，”该研究的作者威廉奥利斯表示。“We can think about designing qubits in a way that makes them ‘rad-hard,’ and less sensitive to quasiparticles, or design traps for quasiparticles so that even if they’re constantly being generated by radiation, they can flow away from the qubit. So it’s definitely not game-over.”
该研究发表于期刊自然。
来源:麻省理工学院
