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超导量子电路是可扩展量子计算的重要平台，其中量子比特的相干性主要取决于约瑟夫森结氧化物隧穿势垒中的微观缺陷。非晶态Al2O3虽被广泛用作势垒材料，但在辐照条件下极易产生氧空位(VO)缺陷，这些缺陷会引入噪声源并加速量子比特退相干。该研究团队通过第一性原理计算和从头算分子动力学方法，系统研究了非晶Al2O3中VO缺陷的结构特征及其电子效应。结果表明，VO的配位环境和浓度都会显著影响电导率。特别是非晶结构中特有的二配位和三配位VO，其增强电导率的效果远超传统四配位空位。随着VO浓度增加，电导率波动会加剧，这种现象与约瑟夫森结中的临界电流噪声直接相关。通过噪声模型估算，更高VO密度将导致量子比特相干时间缩短。这些发现为超导量子器件的抗辐射设计提供了理论依据。