В 2019 году аспиранты из Юлихского исследовательского центра и Технологического института Карлсруэ обнаружили несоответствие между данными измерений состояний сверхпроводящих кубитов и моделью, описанной в Нобелевской работе Брайана Джозефсона 1973 года. Для исследования этого несоответствия была создана группа ученых под руководством профессора, которая провела анализ данных аналогичных исследований, включая работу с 27-кубитным квантовым компьютером IBM. В результате анализа были обнаружены отклонения в экспериментальных и теоретических данных, которые также были замечены исследователями из Кёльнского университета. Объединение усилий обеих групп позволило провести повторный анализ сотен работ по данной теме и получить удивительные результаты.
Стандартная модель предсказывает, что колебания в системе сверхпроводящих переходов Джозефсона должны быть идеальной синусоидой. Однако, при более точных измерениях обнаруживаются отклонения от этой идеальной формы. Причиной этих отклонений являются гармоники, которые ранее не учитывались в расчетах. Коллектив ученых собрал достаточно данных о гармониках, чтобы нельзя было игнорировать их влияние на результаты измерений. Скорректированные формулы для расчета состояний сверхпроводящих кубитов могут увеличить стабильность квантовых битов в 2–7 раз, что может снизить вероятность возникновения ошибок на порядок.
«Как непосредственное следствие, мы считаем, что гармоника Джозефсона поможет в разработке более качественных и надёжных квантовых битов за счёт уменьшения ошибок на порядок, что приближает нас на один шаг к мечте о полностью универсальном сверхпроводящем квантовом компьютере», – заключают авторы статьи.
