Fermilab-Studie verknüpft Qubit-Defekte mit Geräteleistung

Bild: SQMS Center, Fermilab · news.fnal.gov

Forscher des vom Fermi National Accelerator Laboratory geleiteten SQMS Center haben die Oberflächen, Grenzflächen und Geometrien von Qubit-Materialien durch eine Studie an 22 supraleitenden Quantengeräten direkt mit Variationen in der Geräteleistung verknüpft. Die ungewöhnlich große Zusammenarbeit, die sechs Institutionen und sieben Charakterisierungstechniken umfasst, wandte eine Blindmethodik an und analysierte Materialien, ohne zu wissen, welches Gerät wie abschnitt, um unvoreingenommene Ergebnisse zu gewährleisten.

„Die Weiterentwicklung der Quanteninformationswissenschaft ist grundlegend an unsere Fähigkeit gebunden, Materie auf atomarer Ebene zu kontrollieren“, so Bindu Nair, stellvertretende Direktorin für Grundlagenforschung im Bereich Energiewissenschaften am US-Energieministerium. Diese Forschung bietet einen wissenschaftlich fundierten Leitfaden zu Materialfehlern, der für den Aufbau zuverlässiger Quantentechnologien unerlässlich ist.

SQMS Center verknüpft Materialfehler mit Qubit-Leistung

Forscher identifizierten Korrelationen zwischen spezifischen Materialeigenschaften und der Qubit-Leistung durch einen einzigartig unvoreingenommenen Ansatz, indem sie 22 supraleitende Quantengeräte ohne Vorabkenntnis ihrer individuellen Funktionalitäten analysierten. Das Team setzte eine zerstörungsfreie erste Bewertungsphase ein und nutzte mehrere Charakterisierungsmethoden, um Merkmale zu identifizieren, bevor invasivere Techniken angewandt wurden – eine Strategie, die einen objektiven Entscheidungsprozess bei der Verknüpfung von Defekten mit Leistungsvariationen ermöglichte. Diese in der Qubit-Forschung selten anzutreffende Methodik half dabei, zuverlässige Verbindungen zwischen Materialfehlern und dem Geräteverhalten herstzustellen.