Un papel, basado en la investigación colaborativa de NPL, ha sido publicado en la revista Cartas de revisión física El trabajo allana el camino para la identificación y eliminación de pequeñas cantidades de defectos superficiales cuya presencia en las superficies de los dispositivos cuánticos de estado sólido es perjudicial para su desempeño.

La investigación fue el resultado de una fructífera colaboración entre el Grupo de Detección Cuántica de NPL, el Laboratorio de Física de Dispositivos Cuánticos de la Universidad Tecnológica de Chalmers y el Instituto de Física Química de la Universidad de Letonia.

El avance de la computación cuántica enfrenta un tremendo desafío para mejorar la reproducibilidad y robustez de los circuitos cuánticos. Uno de los mayores problemas en este campo es la presencia de ruido intrínseco a todos estos dispositivos, cuyo origen ha desconcertado a los científicos durante muchas décadas.

La investigación actual muestra que las mismas firmas hiperfinas de hidrógeno atómico utilizadas por los astrónomos para estudiar el violento nacimiento de estrellas distantes se revelan en cantidades muy pequeñas en estos diminutos circuitos cuánticos ultrafríos.

La identificación de estos espines escurridizos pero perjudiciales por resonancia de espín de electrones arrojó nueva luz sobre el origen del ruido magnético en los circuitos cuánticos. mostrando una gran promesa para su mitigación. Notablemente, Hidrógeno atómico fisisorbido altamente reactivo, un subproducto de la disociación del agua, es estable en densidades muy pequeñas en la superficie de estos dispositivos, coincidiendo estrechamente con la densidad ubicua de especies paramagnéticas previamente desconocidas que se cree que son responsables del ruido de flujo.

La técnica de detección presentada en el documento también se puede aplicar en un contexto más amplio para estudiar la química superficial de las superficies de óxido de uso común; importante para muchos otros campos como la catálisis, sintiendo imágenes médicas y tecnologías ambientales.

El artículo fue seleccionado como 'Sugerencia del editor', y fue publicado junto con otro estudio de UCSB / Google que encuentra huellas dactilares espectroscópicas similares en los espectros de ruido de qubits superconductores. Juntos, estos hallazgos dan un paso significativo hacia la comprensión y eliminación del ruido y la decoherencia en qubits superconductores y otros dispositivos cuánticos.