É importante que um computador quântico seja protegido pelo campo magnético?

Eu estive navegando no site D-Wave 2000Q quando me deparei com esse aspecto de seus computadores quânticos:

Um ambiente de processador exclusivo

Blindado para 50.000 × menos que o campo magnético da Terra

Por que isso é relevante? O que aconteceria se fosse muito menor que 50.000x?

A máquina DWave depende muito do controle digital quântico de fluxo único para configurar pontos de operação de qubit e acoplador e para executar o protocolo de recozimento. Qualquer fluxo magnético disperso, se presente enquanto o chip é resfriado por sua transição supercondutora, fica preso no interior do circuito e pode causar falhas.

Você pode calcular a quantidade de blindagem necessária, exigindo que o campo magnético dentro da blindagem seja menor que um quantum de fluxo sobre a área do chip. , onde é o quantum de fluxo e é a área. Se a área do chip DWave for (suposição), então . O campo da Terra é de cerca de então você realmente deseja atenuação do campo. Blindar 50.000 significa que você terá, em média, cerca de 100 quanta de fluxo que podem prender no chip. Normalmente, as pessoas adicionam sites de interceptação 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$ no chip para sequestrar o fluxo restante em áreas seguras.

É relevante reduzir o ruído quântico no sistema. Se a força da blindagem for superior a 50.000x, melhor o sistema de computação quântica será protegido do campo magnético da Terra e, portanto, melhor redução do ruído quântico. , pelo menos teoricamente.

EDIT: Superposição é o coração da computação quântica. O estado de superposição é suscetível à flutuação de campos magnéticos externos, flutuações térmicas, microondas, etc. O processador quântico deve estar em um espaço onde o campo magnético seja uniforme e estável para evitar ruído quântico introduzido pelos fatores mencionados acima. Portanto, é obrigatório isolar o sistema de computação quântica de seu ambiente perturbador.

Conseguir um ambiente ideal sem ruído quântico ainda é uma tarefa assustadora. No entanto, o progresso feito até agora nos levou a realizações experimentais de computadores quânticos. Proteger mais de 50.000 vezes o campo magnético da Terra reduziria o ruído quântico induzido pelo campo magnético da Terra.

O Ruído de Fluxo pode ser uma das principais fontes de depuração para qubits supercondutores. Se você olhar para a história do campo, isso faz todo o sentido. As idéias por trás dos Qubits supercondutores podem ser atribuídas ao SQUID , que foi projetado para ser um magnetômetro muito preciso. Portanto, em geral, qubits supercondutores tendem a ser bastante sensíveis aos campos magnéticos.

Um desafio é equilibrar essa sensibilidade ao ruído magnético com a necessidade de manipular os qubits. Enfrentar esse desafio é o assunto do artigo de Rigetti no Qubit Supercondutor Ajustável Insensível à Carga e ao Fluxo .