Canadian Shield beschermt tegen kosmische straling

Het unieke onderzoeksproject wordt uitgevoerd in samenwerking tussen onderzoekers van Chalmers University of Technology, het Institute for Quantum Computing (IQC) van de Universiteit van Waterloo en SNOLAB nabij Sudbury, Ontario, Canada.

In het onderzoek zullen supergeleidende qubits, vervaardigd aan de Chalmers University of Technology, eerst bovengronds worden getest in zowel Zweden als Canada. Vervolgens zullen dezelfde qubits ver onder de Canadese grond worden getest, zodat de verschillen tussen de twee omgevingen kunnen worden bestudeerd. Met behulp van het twee kilometer dikke ‘grondschild’ dat de diepste schone kamer ter wereld in de Vales Creighton-mijn in Ontario omringt, kunnen de onderzoekers kosmische straling of radioactiviteit buitensluiten die anders de qubits erboven zouden hebben ‘uitgeschakeld’. grond.

"SNOLAB heeft de laagste muonflux ter wereld en beschikt over geavanceerde cryogene testmogelijkheden, waardoor het een ideale plek is om waardevol onderzoek naar kwantumtechnologieën uit te voeren", zegt Jeter Hall, onderzoeksdirecteur bij SNOLAB en adjunct-professor aan de Laurentian University in Canada.

Kan de foutcorrectie-uitdaging oplossen

Om de impact van kwantumcomputers in de samenleving te kunnen realiseren, moeten kwantumonderzoekers eerst het probleem van foutcorrectie oplossen. Terwijl klassieke computers systemen gebruiken die de fouten die optreden kunnen corrigeren en betrouwbare resultaten kunnen opleveren, zijn er momenteel geen systemen die krachtig genoeg zijn om de aanzienlijk complexere fouten die optreden in kwantumcomputers te corrigeren.

De foutcorrectiemethoden die tegenwoordig op kwantumcomputers worden gebruikt, gaan ervan uit dat elke fout die door kosmische straling wordt veroorzaakt, onafhankelijk van elkaar optreedt. Dit is een onjuiste inschatting, omdat dit soort fouten daarentegen meestal met elkaar correleren. De huidige foutcorrectiemethoden kunnen correlerende fouten niet corrigeren, wat betekent dat meerdere qubits tegelijkertijd hun kwantumstatus kunnen verliezen. Door het begrip van de qubit-processen te vergroten, willen de onderzoekers nu methoden vinden om het aantal gecorreleerde fouten te verminderen.

"Met dit project hopen we te gaan begrijpen wat er aan de hand is met de qubit-decoherentie in relatie tot kosmische straling, en vervolgens te gaan begrijpen hoe de straling de qubits op meer gecontroleerde manieren beïnvloedt", zegt dr. Chris Wilson, professor aan de Universiteit van Waterloo en actief bij het Institute for Quantum Computing in Ontario.

Het project wordt uitgevoerd in samenwerking tussen Chalmers University of Technology, het Institute for Quantum Computing (IQC) van de Universiteit van Waterloo, Ontario, Canada, en SNOLAB nabij Sudbury, Ontario, Canada.

Aangeboden door Chalmers University of Technology