Кванттық желілердегі серпіліс: Алғаш рет үш алыстағы атомдық кубит шатастырылды
Кванттық есептеулер әлемі практикалық іске асыруға тағы бір қадам жасап жатыр. Менің аналитиктер тобым маңызды оқиғаны тіркеді: Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілері жеке атомдық кубиттер негізінде алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құра алды. Бұл жай ғана зертханалық қызық емес, болашақ кванттық интернеттің маңызды құрылыс блогы.
Эксперименттің мәні
Кванттық шиеленіс — бір бөлшектің күйі қашықтыққа қарамастан екінші бөлшектің күйіне лезде әсер ететін құбылыс. Бұрын ғалымдар бұл әсерді екі түйін үшін көрсеткен болатын. Алайда бұл жолы фотондық арналармен байланысқан үш алыс кванттық түйін арасында алғаш рет үшжақты шиеленіскен күй (Greenberger–Horne–Zeilinger күйі) қалыптастырылды. Негізгі айырмашылық — дербес басқаруға, оқуға және масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттерді пайдалану.
Бұл неге серпіліс
Кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір алып кванттық процессорды қателіктер мен жабдық шектеулеріне байланысты салу өте қиын. Шешім — көптеген кванттық түйіндер фотондармен қосылып, классикалық интернет құрылымын еске түсіретін модульдік архитектура. Бұл эксперимент жеке атомдық жадылар фотондық қосылыстар арқылы жоғары дәлдікпен ортақ кванттық күй құра алатынын дәлелдейді.
Жұмыс барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% деңгейіне жетті. Алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау лазейкасы» жабылды. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляциялардың негізгі сынақтарының бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Кванттық интернетке жол
Бұл IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясының жалғасы. Бұрын олар екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болса, енді архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған байланыс желілері және кванттық интернет үшін маңызды құрылыс блоктары болып табылады.
Менің сараптамалық бағам: Бұл нәтиже ғылыми қызық ретінде емес, принциптің дәлелі ретінде маңызды. Екі түйіннен үш түйінге көшу мәселені экспоненциалды түрде күрделендіреді және бұл мәселенің сәтті шешілуі алғашқы кванттық желі прототиптерін жасауға жол ашады. Алдағы 3-5 жылда біз мұндай жүйелерді 10-20 түйінге дейін масштабтау әрекеттерін көреміз, бұл инженерлер үшін нағыз сынақ болады.