Fysiker och ingenjörer har hittat ett sätt att identifiera och åtgärda brister i material för en av de mest lovande teknologierna inom kommersiell kvantberäkning.

Teamet från University of Queensland kunde utveckla behandlingar och optimera tillverkningsprotokoll i vanliga tekniker för att bygga supraledande kretsar på kiselchips.

Dr Peter Jacobson, som ledde forskningen, sa att laget hade identifierat att brister som infördes under tillverkningen minskade kretsarnas effektivitet.

"Supraledande kvantkretsar väcker intresse från industrijättar som Google och IBM, men utbredd tillämpning hindras av "dekoherens", ett fenomen som gör att information går förlorad, " han sa.

"Dekoherens beror främst på interaktioner mellan supraledningskretsen och kiselchipet - ett fysikproblem - och materiella brister som infördes under tillverkningen - ett teknikproblem."

"Så vi behövde input från fysiker och ingenjörer för att hitta en lösning."

Teamet använde en metod som kallas terahertz scanning near-field optical microscopy (THz SNOM) - ett atomkraftmikroskop kombinerat med en THz ljuskälla och detektor.

Detta gav en kombination av hög rumslig upplösning - sett till storleken på virus - och lokala spektroskopiska mätningar.

Professor Aleksandar Rakić sa att tekniken möjliggjorde sondering på nanoskala snarare än makroskala genom att fokusera ljuset på en metallisk spets.

"Detta ger oss ny tillgång för att förstå var brister finns så att vi kan minska dekoherensen och hjälpa till att minska förlusterna i supraledande kvantenheter, " sa professor Rakić.

"Vi fann att vanligt använda tillverkningsrecept oavsiktligt introducerar defekter i kiselchipsen, som bidrar till dekoherens."

"Och vi visade också att ytbehandlingar minskar dessa brister, vilket i sin tur minskar förlusterna i de supraledande kvantkretsarna."

Docent Arkady Fedorov sa att detta gjorde det möjligt för teamet att avgöra var i processen defekter introducerades och optimera tillverkningsprotokoll för att åtgärda dem.

"Vår metod gör att samma enhet kan undersökas flera gånger, i motsats till andra metoder som ofta kräver att enheterna skärs upp innan de sonderas, " sa Dr Fedorov.

"Teamets resultat ger en väg mot att förbättra supraledande enheter för användning i kvantberäkningstillämpningar."

I framtiden, THz SNOM skulle kunna användas för att definiera nya sätt att förbättra driften av kvantenheter och deras integration i en livskraftig kvantdator.

Resultaten publiceras i Bokstäver i tillämpad fysik .