Эксклюзив: Ғалымдар алғаш рет алыстағы атомдық кубиттерде үшжақты кванттық шиеленісті жасады — модульдік кванттық интернетке серпіліс
Кванттық есептеулер әлемі айтарлықтай алға қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы жеке атомдық кубиттерге негізделген, өз түріндегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл жетістік екіжақты эксперименттерден күрделірек, масштабталатын архитектураларға көшуді білдіреді.
Эксперименттің мәні: Үш түйіндегі GHZ-күйі
Мамандар үш қашықтағы кванттық түйін арасында Гринбергер-Хорн-Цайлингер күйі (GHZ) деп аталатын үшжақты шиеленіскен күйді қалыптастыра алды. Бұл түйіндер бір-бірімен фотондық арналар арқылы байланыстырылды, бұл таратылған кванттық жүйелерді құрудың негізгі элементі болып табылады. Бұрын екі қашықтағы түйін арасындағы шиеленісті көрсету әдеттегі міндет болса, атомдық кубиттерде үшжақты байланысқа қол жеткізу – бұл принципті түрде жаңа күрделілік деңгейі.
Неліктен бұл серпіліс: Масштабтау және дәлдік
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі – масштабтау. Қатесіз бір алып процессорды құру іс жүзінде мүмкін емес. Сондықтан сала фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндер арасында есептеу ресурстары таратылатын модульдік архитектураға қарай жылжуда. Бұл эксперимент – мұндай тәсілдің өміршеңдігінің тікелей дәлелі.
Ғалымдар жеке атомдық жадылар фотондық байланыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Эксперимент барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% әсерлі көрсеткішті құрады. Сонымен қатар, алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығы» деп аталатынды жабу мүмкін болды. Нәтижелер сонымен қатар классикалық емес, нағыз кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін негізгі сынақтардың бірі – Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Кванттық интернетке қадам
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық байланыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған коммуникациялық желілер және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін өте маңызды құрылыс блоктары болып табылады.
Сарапшының пікірі: Бұл жетістік – жай ғана зертханалық қызық емес. Ол атомдық кубиттерге негізделген модульдік архитектураны кванттық когеренттілікті жоғалтпай масштабтауға болатынын көрсетеді. Криптовалюта әлемі үшін бұл қазіргі шифрлау алгоритмдеріне (мысалы, ECDSA) кванттық шабуыл қаупі тек теориялық емес, сонымен қатар барған сайын нақты бола түсетінін білдіреді. Әрбір осындай қадаммен блокчейн жобаларына посткванттық криптографияны енгізу қажеттілігі барған сайын өзекті бола түсуде.