A computação quântica superpoderosa depende de bits quânticos, também conhecido como qubits, que são equivalentes aos bits clássicos usados ​​nos computadores de hoje. SQUIDs estão sendo investigados para o desenvolvimento de qubits. Contudo, o ruído do sistema pode destruir os dados armazenados nos qubits resultantes. Cálculos confirmaram a evidência experimental de que as moléculas de oxigênio adsorvidas na superfície do SQUID são a fonte mais provável de ruído magnético de baixa frequência. Os cientistas identificaram estratégias de mitigação, tais como proteção de superfície e ambientes de vácuo aprimorados. Essas abordagens diminuíram o oxigênio da superfície e o ruído associado aos níveis necessários para que os SQUIDs sejam usados ​​na próxima geração de computadores.

Dispositivos supercondutores são candidatos para o desenvolvimento de qubits. Um tipo de dispositivo é chamado de SQUID para dispositivo de interferência quântica supercondutor. É baseado em um loop supercondutor contendo uma ou duas junções Josephson e permite a medição de energia magnética quantizada. Contudo, a capacidade de desenvolver computadores quânticos baseados no SQUID exigirá que os dados magnéticos armazenados sobrevivam por muito tempo. Os cientistas descobriram a origem do ruído magnético nesses sistemas, e maneiras de minimizá-lo. Seu trabalho fornece uma estratégia de design para o desenvolvimento de qubits supercondutores ajustáveis ​​com longa vida útil.

Na computação quântica, a informação quântica é perdida devido a uma perda de sincronização (defasagem) no fluxo eletrônico e relaxamento de energia. O ruído do fluxo magnético é uma fonte dominante de defasagem e relaxamento de energia em qubits supercondutores. Experimentos relatados recentemente indicaram que o ruído prejudicial é de defeitos magnéticos não emparelhados em superfícies de dispositivos supercondutores. As previsões teóricas apontaram o oxigênio como a causa do ruído nesses sistemas. Em um esforço de equipe, cálculos teóricos na Universidade da Califórnia, Irvine e medições experimentais por seus colaboradores mostraram que o oxigênio molecular adsorvido (O2 nas superfícies é o contribuinte dominante para o ruído magnético em filmes finos supercondutores de nióbio e alumínio.

O mecanismo está relacionado aos elétrons mais externos da molécula de oxigênio, formando um estado tripleto magnético spin-1. Teoria e experimento foram iterados para encontrar estratégias de mitigação. O tratamento de superfície com amônia e a melhoria do ambiente de vácuo da amostra reduziram drasticamente a contaminação da superfície (para menos de uma molécula de oxigênio por 10 nm2), minimizando o ruído magnético. Em experimentos de raios-X na Fonte Avançada de Fótons, os cientistas mediram a supressão do spin magnético e do ruído magnético. O oxigênio molecular foi confirmado como a fonte de ruído extrínseca. A identificação desta fonte explica a fraca dependência deste tipo de ruído dos materiais do dispositivo.

Também, descobrir a origem desse ruído invalida as teorias prevalecentes para o ruído com base em defeitos na interface metal-isolador. A proteção de superfície adequada e melhorias no vácuo podem levar a reduções significativas no ruído magnético de baixa frequência. Esta nova compreensão da origem do ruído do fluxo magnético pode levar a qubits supercondutores sintonizáveis ​​em frequência com tempos de defasagem melhorados para computadores quânticos práticos.