Kosmiliste protsesside käigus vallanduvad osakeste vood on valmistanud inseneridele peavalu juba aastakümneid. Kui kiiresti liikuv osakeste arvutikiipi tabab, võib päädida see ühe või mitme biti pöördumiseni. Piltlikult võib ühest null saada.

See omakorda võib tekitada vigu kiipidega jooksutavates algoritmides. Näiteks kahtlustati kümnekonna aasta eest, et enam kui 50 haiglasse sattumisega päädinud lennu Qantas-72 tõrgete taga oli just kosmiline kiir. Mida väiksemaks üksikud transistorid muutuvad, seda sagedamini tõotab vigu tulevikus juhtuda.

Teatud ülesandeid, näiteks suurte arvude faktoriseerimist ja andmebaasidest info otsimist, tavaarvutitest hüppeliselt kiiremini täitvad kvantarvutid on aga juba eos välismõjutuste suhtes veelgi tundlikumad.

Kvantarvutite edu võti peitub kvantbittides ja superpositsioonis. Lisaks väärtustele 0 või 1 võivad võtta need ka kõiki vahepealseid väärtusi. Mida rohkem kvantbitte õnnestub omavahel põimida, seda keerukamaid algoritme on võimalik arvutitel jooksutada. Miinuspoolena võivad pöörduda kvantbitid välismõjutuse peale kahes suunas.

Seni on loodetud, et vigade avastamiseks saab kasutada sarnast lahendust kui tavalistes kiipides. Kui infot kodeeritakse ülijuhtiva kvantbittidega kahemõõtmelisel pinnal, on võimalik parandada ühes kvantbitis tekkivat viga selle vahetuses läheduses olevate kvantbittide abil.

Samas ei tohiks olla eri kohtades tekkivad vead omavahel seotud. Teisisõnu, ühte kvantbitti häiriv viga ei või mõjutada samal ajal teisi kvantbitti. USA-s asuva Winsconsin-Madison Ülikooli teadlased eesotsas Chris Wileniga nendivad nüüd, et just taoliste vigade tekkimiseks on mitmeid eri võimalusi.

Töörühm kasutas järeldusteni jõudmiseks lihtsat kiipi, millel oli kaks kvantbitipaari. Neist ühes asusid kvantbitid teineteisest kaks korda kaugemal. Katsete käigus märkas Wilen kolleegidega ikka ja jälle, kuidas kvantbittide olek teineteisest sõltuvalt muutus. Analüüsi põhjal olid selle taga kosmilised kiired või gammakiired. Seejuures nähti seda sagedamini teineteisele lähemal asuvate kvantbittide puhul.

Samal ajal vabaneb kiibi ja kosmiliste kiirte kokkupõrgete käigus ka energiat, mis hakkab mõjutama kvantbittide aluspinda. Virtuaalsed soojusosakesed, foononid võisid mõjutada eksperimentide põhjal tervet mikroskoopilist kiipi. Selle tõttu tekkivad vead oleksid seejuures kõik omavahel seotud.

Töörühm pakub probleemi lahendamiseks välja kaks lahendust. Esiteks võiks käitada kvantarvuteid sügaval maa all või kaitsta neid paksu pliist ümbrisega. Teise võimalusena võiks vähendada Wileni ja ta kolleegide arvates kvantbittide tundlikust. Näiteks võiks kasutada nende aluspinna valmistamiseks materjale, mis foononeid lõksu püüavad või juhivad neid kiibist eemale.

Kolmanda võimaluse tuleks kasutada vigade parandamiseks teist strateegiat. See kasvataks aga hüppeliselt arvutuste tegemiseks tarvis minevate kvantbittide hulk.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.