高能粒子（主要是缪子和伽马射线）穿过量子芯片的衬底，会扰动衬底中的声子，后者在衬底中传播表现出非局域性。如果这些声子的能量超过量子比特超导薄膜的能隙，将有机率打破超导薄膜中的库伯对从而产生大量准粒子，即准粒子爆发事件。有的准粒子会在很短时间内复合成库伯对，而没有复合成库伯对的准粒子在超导薄膜传播过程中一旦经过量子比特的约瑟夫森结，将几率性导致超导量子比特发生能量弛豫和退相位从而被读出装置所探测到。

要证明宇宙线诱发超导量子比特发生关联错误，最直接的办法就是在超导量子芯片下方直接安装宇宙线探测器，如果超导量子比特的关联错误和宇宙线探测器的探测信号发生时间同步，则表明关联错误确实是宇宙线引起的。要实现上述想法，需要克服两个困难：一是如何把宇宙线探测器安装到量子芯片的下方且在稀释制冷机10mK的温度环境工作，而不引起发热影响量子比特的工作环境。二是超导量子比特关联错误的探测方法要又快又准，即保证足够高的时间分辨率确保和宇宙线探测器匹配。为了解决第一个困难，研究人员利用闪烁体自制了缪子探测器，极大程度的减少了发热因素，并配合支持连续流模式的高速数据采集卡，可以不间断的采集数据。针对第二个困难，研究人员从测量退相位的角度出发，提出一套名为MQSCPJ的新方法，即同时探测多个超导量子比特的电荷宇称翻转，通过实验对比，这套方法优于之前人们用于测量准粒子导致量子比特能量弛豫的办法，即同时探测多量子比特的位翻转（MQSBF）。

实验上，在量子芯片探测部分，研究人员利用一个63比特的规模化芯片，遴选出满足读取性能要求的31个量子比特，为了确保实验结果的自洽性，实验同时使用了MQSCPJ和MQSBF两种探测方法以备互相验证。在宇宙线探测器部分，研究人员也为了双向验证，在量子芯片下面叠层安装了两个缪子探测器MDA和MDB。只有当两个探测器的信号发生同步时，才算有效信号。实验结果如图1（a），利用MQSCPJ方法通过连续监测P_MQSCPJ信号，在阈值以上确实看到了多次准粒子爆发事件。与此同时，量子芯片正下方的两个缪子探测器也同步地工作，并捕捉到了多次缪子信号。其中，图中展示了10次缪子信号与P_MQSCPJ信号同时发生的事件。如图1（d），传统的MQSBF方法也同样测量到了多次同时发生事件。这些结果表明缪子确实在量子芯片中引起了准粒子爆发事件以及关联错误。从图1（e）和（f）可以看出，两种方法灵敏度存在巨大差异，再一次证实了MQSCPJ方法的高灵敏性。

除了缪子引起的准粒子爆发事件，本实验发现剩余的事件主要来源于环境中的伽马射线。如图2（a），本实验设计了一个铅屏蔽桶以部分屏蔽环境中的伽马射线。如图2（b），该铅桶对环境中伽马射线有29.9% ± 1.5%的屏蔽效果，而对缪子并无屏蔽效果，如图2（c）。在铅屏蔽后，量子芯片测得伽马射线引起的准粒子爆发事件发生率减小了32% ± 5%，因此表明环境中而不是制冷机内部的伽马射线占主导地位。最后，通过分离缪子和伽马射线的贡献，本实验发现缪子引起了约18%的准粒子爆发事件，而伽马射线占比约82%。

实验结果表明高能射线引起的位翻转关联错误发生时间约386秒，显著低于理论预测的、实用化通用量子计算机纠错线路的连续运行时间要求（几个小时），因此高能射线对超导量子计算的影响必须被严肃对待。为了抵御这种负面影响可以从两种角度出发：一是对稀释制冷机测量系统做宇宙线屏蔽。对于伽马射线，可以通过足够厚度的铅砖来阻挡，但对于缪子，由于其极强的穿透性无法在地面上屏蔽，只能寻求数百米深的地下实验室来开展实验。目前瑞典、加拿大的联合实验团队已经把稀释制冷机测量系统安装在加拿大的地下中微子观测站（SNOLAB），美国费米实验室和其相关联合团队也把稀释制冷机测量系统安装到地下100米的实验室来开展相关研究。二是从量子芯片出发，不考虑宇宙线阻挡的问题，而是利用相关的技术手段来抑制宇宙线引起准粒子的负面影响。这些技术手段包括准粒子陷阱^[5,6]、声子陷阱^[7]以及能隙工程^[8]等，虽然上述技术手段已经被国际同行采用，初步实验结果表明还不能从根本上消除这些影响。考虑到地下实验的高成本，本实验提出的量子芯片下方放置缪子探测器的方案，可以对实验数据进行后选择，从而缓解缪子的影响。而伽马射线的影响可以通过地面的铅砖进行屏蔽。另外，本实验提出的MQSCPJ方法，在原理上具有对单个准粒子隧穿事件敏感的能力，理论估计其能量探测阈值可到几十meV，表明超导量子比特阵列有潜力成为一种新型的超高灵敏的粒子探测器，在暗物质探测与远红外探测器等领域发挥重要作用。