Superkraftig kvantberäkning bygger på kvantbitar, aka qubits, som motsvarar de klassiska bitarna som används i dagens datorer. SQUID undersöks för utveckling av qubits. Dock, systembrus kan förstöra data som lagras i de resulterande qubitsna. Beräkningar har bekräftat experimentella bevis för att syremolekyler adsorberade på ytan av SQUID är den mest sannolika källan till lågfrekvent magnetiskt brus. Forskare identifierade mildrande strategier, som ytskydd och förbättrade vakuummiljöer. Dessa tillvägagångssätt sänkte ytsyre och tillhörande brus till nivåer som behövs för att SQUID ska användas i nästa generation av datorer.

Superledande enheter är kandidater för att utveckla qubits. En typ av enhet kallas en SQUID för supraledande kvantstörningsanordning. Den är baserad på en supraledande slinga som innehåller en eller två Josephson -korsningar och tillåter mätning av kvantiserad magnetisk energi. Dock, förmågan att utveckla SQUID-baserade kvantdatorer kommer att kräva att den lagrade magnetiska datan överlever under långa tider. Forskare upptäckte ursprunget till magnetiskt brus i dessa system, och sätt att minimera det. Deras arbete ger en designstrategi för utveckling av avstämbara supraledande qubits med lång livslängd.

Inom kvantberäkning, kvantinformation går förlorad på grund av förlust av synkronisering (dephasing) i det elektroniska flödet och energiavslappning. Magnetiskt flödesbrus är en dominerande källa till avfasning och energirelaxation i supraledande qubits. Nyligen rapporterade experiment indikerade att det skadliga bullret är från oparade magnetiska defekter på ytor på supraledande enheter. Teoretiska förutsägelser pekade ut syre som orsak till buller i dessa system. I ett lagarbete, teoriberäkningar vid University of California, Irvine och experimentella mätningar av deras medarbetare visade att adsorberat molekylärt syre (O2 på ytorna är den dominerande bidragsgivaren till magnetiskt brus för supraledande niob- och aluminiumtunna filmer.

Mekanismen är relaterad till de yttersta elektronerna i syremolekylen som bildar ett magnetiskt spin-1 triplettillstånd. Teori och experiment upprepades för att hitta begränsningsstrategier. Ytbehandling med ammoniak och förbättring av provvakuummiljön minskade ytföroreningarna dramatiskt (till mindre än en syremolekyl per 10 nm2), minimerar magnetiskt brus. I röntgenförsök vid Advanced Photon Source, forskare mätte undertryckandet av magnetiskt spinn och magnetiskt brus. Molekylärt syre bekräftades som den yttre bruskällan. Identifieringen av denna källa förklarar det svaga beroendet av denna typ av buller av enhetens material.

Också, upptäcka ursprunget för detta buller ogiltigförklarar rådande teorier om bullret baserat på defekter vid metallisolatorgränssnittet. Lämpligt ytskydd och förbättringar i vakuumet kan leda till betydande minskningar av lågfrekvent magnetiskt brus. Denna nya förståelse för ursprunget till magnetflödesbrus kan leda till frekvensinställbara supraledande qubits med förbättrade avfasningstider för praktiska kvantdatorer.