Кванттық желілердегі серпіліс: алғаш рет жеке атомдық кубиттерде үшжақты шиеленіс жасалды
Кванттық индустрия таратылған есептеулерге қарай маңызды қадам жасауда. Дьюк университетінің зерттеушілері IonQ компаниясымен бірлесіп, алғаш рет жеке атомдық кубиттер негізінде толығымен таратылған үш түйінді кванттық желіні құруды көрсетті. Негізгі нәтиже — фотондық арналармен байланысқан үш қашықтағы түйін арасында үш жақты шиеленіскен күйдің (GHZ-күйі) қалыптасуы.
Бұл кванттық технологиялар үшін нені білдіреді
Кванттық шиеленіс — бұл бір бөлшектің күйінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан басқаларына лезде әсер ететін құбылыс. Бұл қасиет болашақ кванттық желілер мен «кванттық интернет» деп аталатын нәрсенің іргетасы болып табылады. Бұрын ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісті, сондай-ақ басқа физикалық платформаларда үш түйінді желілерді көрсете алған, бірақ жеке атомдарда емес. Енді алғаш рет атомдық кубиттерде нәтижеге қол жеткізілді, оларды есептеу жүйелерін құру үшін дербес басқаруға, оқуға және масштабтауға болады.
Эксперименттің негізгі көрсеткіштері
Кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір үлкен кванттық процессорды құру қателер мен жабдықтың шектеулеріне байланысты өте күрделі. Сондықтан әзірлеушілер модульдік архитектураға көбірек сүйенуде: монолитті компьютердің орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — осы бағыттағы тікелей қадам. Зерттеушілер жеке атомдық жадылар фотондық қосылыстар арқылы жоғары дәлдікпен ортақ кванттық күйді құра алатынын көрсетті. Сынақтар барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, команда алғаш рет толығымен таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға, сондай-ақ Мермин теңсіздігінің бұзылуын растауға қол жеткізді — бұл шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған негізгі сынақтардың бірі.
Кванттық интернетке жол
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. Технология коммерциялық енгізуден әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған коммуникациялық желілер және кванттық интернет үшін маңызды құрылыс блоктары болып табылады.
Менің пікірім: Бұл эксперимент — жай ғана ғылыми сенсация емес, кванттық есептеулердің дамуын тежейтін масштабтау мәселесін шешуге бағытталған практикалық қадам. Егер модульдік тәсіл өзінің өміршеңдігін дәлелдесе, біз алдағы онжылдықта алғашқы гибридті кванттық-классикалық желілерді көре аламыз, бұл жоғары өнімді есептеулер мен криптография нарығын түбегейлі өзгертеді.