Un document, basé sur la recherche collaborative NPL, a été publié dans la revue Lettres d'examen physique Les travaux ouvrent la voie à l'identification et à l'élimination de petites quantités de défauts de surface dont la présence à la surface des dispositifs quantiques à l'état solide est préjudiciable à leurs performances.

La recherche est le résultat d'une collaboration fructueuse entre le groupe de détection quantique de NPL, le Quantum Device Physics Laboratory de l'Université de technologie de Chalmers et l'Institut de physique chimique de l'Université de Lettonie.

L'avancement de l'informatique quantique fait face à un énorme défi pour améliorer la reproductibilité et la robustesse des circuits quantiques. L'un des plus gros problèmes dans ce domaine est la présence de bruit intrinsèque à tous ces appareils, dont l'origine a intrigué les scientifiques pendant de nombreuses décennies.

Les recherches actuelles montrent que les mêmes signatures hyperfines d'hydrogène atomique utilisées par les astronomes pour étudier la naissance violente d'étoiles lointaines se révèlent en très petites quantités dans ces minuscules circuits quantiques ultrafroids.

L'identification de ces spins insaisissables mais nuisibles par résonance de spin électronique a jeté un nouvel éclairage sur l'origine du bruit magnétique dans les circuits quantiques, très prometteur pour son atténuation. Remarquablement, hydrogène atomique physisorbé hautement réactif, un sous-produit de la dissociation de l'eau, est stable en très faible densité à la surface de ces dispositifs, correspondant étroitement à la densité omniprésente d'espèces paramagnétiques jusque-là inconnues soupçonnées d'être responsables du bruit de flux.

La technique de détection présentée dans l'article peut également être appliquée dans un contexte plus large pour étudier la chimie de surface des surfaces d'oxyde couramment utilisées ; important pour de nombreux autres domaines tels que la catalyse, sentir, imagerie médicale et technologies environnementales.

L'article a été sélectionné comme « suggestion de l'éditeur », et a été publié avec une autre étude de l'UCSB/Google qui trouve des empreintes spectroscopiques similaires dans les spectres de bruit des qubits supraconducteurs. Ensemble, ces découvertes constituent un pas important vers la compréhension et l'élimination du bruit et de la décohérence dans les qubits supraconducteurs et autres dispositifs quantiques.