¿Es importante que una computadora cuántica esté protegida por el campo magnético?

Estuve navegando por el sitio D-Wave 2000Q cuando me topé con este aspecto de sus computadoras cuánticas:

Un entorno de procesador único

Blindado a 50,000 × menos que el campo magnético de la Tierra

¿Por qué es eso relevante? ¿Qué pasaría si fuera mucho menos de 50,000x?

La máquina DWave se basa en gran medida en el control digital cuántico de flujo único para configurar los puntos de operación de qubit y acoplador, y para llevar a cabo el protocolo de recocido. Cualquier flujo magnético perdido, si está presente mientras el chip se enfría a través de su transición superconductora, quedará atrapado dentro del circuito y puede causar que falle.

Puede calcular cuánto blindaje necesita al requerir que el campo magnético dentro del blindaje sea más pequeño que un flujo cuántico sobre el área del chip. , donde es el flujo cuántico y es el área. Si el área del chip DWave es (adivinar) entonces . El campo de la Tierra es de aproximadamente por lo que realmente desea atenuación del campo. El blindaje de 50,000 significa que tendrá en promedio alrededor de 100 cuantos de flujo que pueden quedar atrapados en el chip. Por lo general, las personas agregan sitios de captura Φ0~2⋅10-15WbA(2cm)2B~5pT0,25μT×5⋅10$B = \frac{\Phi_0}{A}$$\Phi_0 \sim 2 \cdot 10^{-15} ~ \text{Wb}$$A$$(2 ~ \text{cm})^2$$B \sim 5 ~ \text{pT}$$0.25 ~ \mu \text{T}$$\times 5 \cdot 10^6$ en el chip para secuestrar el flujo restante en áreas seguras.

Es relevante reducir el ruido cuántico en el sistema. Si la fuerza del escudo es más de 50,000x, mejor el sistema de computación cuántica está protegido del campo magnético de la tierra y, por lo tanto, una mejor reducción del ruido cuántico. , al menos, teóricamente.

EDITAR: La superposición es el corazón de la computación cuántica. El estado de superposición es susceptible a campos magnéticos externos fluctuantes, fluctuaciones térmicas, ondas de radio, etc. El procesador cuántico debe estar en un espacio donde el campo magnético sea uniforme y estable para evitar el ruido cuántico introducido por los factores mencionados anteriormente. Por lo tanto, es obligatorio aislar el sistema de computación cuántica de su entorno perturbador.

Lograr un entorno ideal libre de ruido cuántico sigue siendo una tarea desalentadora. Sin embargo, el progreso realizado hasta el momento nos ha llevado a la realización experimental de las computadoras cuánticas. Blindar más de 50,000x del campo magnético de la Tierra reduciría el ruido cuántico inducido por el campo magnético de la Tierra.

Flux Noise puede ser una fuente importante de eliminación de fases para qubits superconductores. Si nos fijamos en la historia del campo, esto tiene mucho sentido. Las ideas detrás de los Qubits superconductores se pueden rastrear hasta el SQUID , que fue diseñado para ser un magnetómetro muy preciso. Entonces, en general, los qubits superconductores tienden a ser bastante sensibles a los campos magnéticos.

Un desafío es equilibrar esta sensibilidad al ruido magnético con la necesidad de manipular los qubits. Abordar este desafío es el tema del documento de Rigetti sobre el Qubit superconductor sintonizable insensible a la carga y al flujo .