Возможность практической реализации квантовых вычислений во многом зависит от целостности квантового бита или кубита. Кубиты – это когерентные двухуровневые системы, несущие в себе квантовую информацию. Каждый кубит обладает способностью находиться в квантовой суперпозиции, несущей аспекты обоих состояний одновременно и позволяющей получить квантовую версию параллельных вычислений. При большом числе кубитов квантовые компьютеры становятся намного быстрее традиционных и способны решать гораздо более сложные задачи.

Но для этого необходимо обеспечить целостность кубита – возможность достаточно продолжительного хранения квантовой информации, прежде чем она будет потеряна. Если в 1999 году эта продолжительность не превышала одной наносекунды, то сегодня для наиболее эффективных устройств может составлять около 200 микросекунд.

Однако исследователи из Массачусетского технологического института и национальной лаборатории PNNL утверждают, что уже скоро производительность кубита упрется в стену. Безвредные для человека космические лучи вызывают декогерентность в кубитах. И если такой эффект оставить без внимания, продолжительность сохранения квантового состояния не выйдет за пределы нескольких миллисекунд. Проведенные эксперименты показали, что время когерентности кубитов будет ограничено примерно 4 миллисекундами. Чтобы преодолеть этот барьер, ученым придется искать способы защиты кубитов, добиваясь их устойчивости к излучению или выстраивая квантовые компьютеры под землей, куда космические лучи не проникают.