超導電路用在暗物質探測器中，如圖所示，在量子計算機中用作量子位。圖片來源：蒂莫西·荷蘭(Timothy Holland)/ PNNL

對于Google，IBM以及其他許多開發量子計算機的公司和機構來說，超導電路是首選的量子位。最新設備中的量子位一次可以維持其微妙的量子狀態100 s以上。壽命使得諸如化學反應建模等進步成為可能。但是，將量子比特相干時間延長幾個數量級可能會帶來挑戰。麻省理工學院的AnttiVepsäläinen和William Oliver及其同事現在研究了一種潛在的威脅：宇宙射線等來源的環境輻射，據懷疑會破壞超導材料的某些庫珀電子對而引發退相干。

研究人員通過將一個帶有兩個超導鋁量子位的硅芯片與一個放射性銅64盤放在一塊硅片上，量化了量子位相干時間在電離輻射下的減少。相干時間突然下降，然后隨著銅的輻射水平(具有12.7小時的半衰期)逐漸減小而逐漸增加。在一個單獨的實驗中，研究人員使用10厘米厚的鉛磚將量子位屏蔽了正常的背景輻射，并能夠稍微增加量子位的相干時間。基于這兩個實驗，研究人員得出結論，環境電離輻射會將那些特定的量子位限制為相干時間(毫秒)，僅比最新的量子計算機大一個數量級。

這些發現是基于意大利國家核物理研究所的勞拉·卡達尼(Laura Cardani)和同事的最新研究得出的，他們的研究表明，環境放射性可以觸發超導電路中的庫珀對斷裂。Cardani的小組通過將設備放置在格蘭薩索國家實驗室(Gran Sasso National Laboratory)的方法來制止這種現象，該實驗室在1.4公里的巖石下面容納了中微子和暗物質實驗。

兩項研究表明，工程師在設計不僅用于量子計算機而且用于超靈敏傳感器的超導電路。