Кванттық желілердегі серпіліс: ғалымдар алғаш рет үш алыстағы атомдық кубитті шатастырды
Кванттық есептеулер әлемі тағы бір маңызды қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы жеке атомдық кубиттер негізінде құрылған алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні жасағанын хабарлады. Бұл оқиға практикалық кванттық интернетке жолдағы маңызды кезеңді белгілейді.
Эксперименттің мәні
Жұмыстың негізінде кванттық шиеленісу құбылысы жатыр — бөлшектердің кез келген қашықтықта байланыста болып, бір-бірінің өзгерістеріне лезде жауап беру қабілеті. Ғалымдар фотондық байланыс арналары арқылы жалғанған үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күйді (GHZ-күй) қалыптастыра алды. Бұған дейін мұндай желілер басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ дәл жеке басқарылатын және масштабталатын атомдық кубиттер үшін бұл нәтиже алғаш рет қол жеткізілді.
Бұл неге өте маңызды
Кванттық компьютер әзірлеушілерінің басты қиындығы — масштабтау. Қателердің жинақталуы мен физикалық шектеулерге байланысты бір үлкен кванттық процессорды жасау өте қиын. Сондықтан индустрия модульдік архитектураға көбірек көшуде: бір монолитті құрылғының орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл есептеу ресурстары мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын қайталайды.
Эксперимент барысында зерттеушілер жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын және жоғары дәлдікті сақтайтынын көрсетті — шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, топ алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жауып, сондай-ақ шынайы кванттық корреляцияларды растайтын негізгі сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын тіркеді.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін сәтті кеңейтті. Технологияның коммерциялық қолданылуына әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған байланыс желілерінің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің негізін қалайды.
Менің пікірім: Бұл эксперимент — жай академиялық жеңіс емес. Ол кванттық есептеулердегі модульдік тәсілдің өміршең екенін айқын дәлелдейді. Егер біз жеке кванттық процессорларды фотондық арналар арқылы сенімді түрде қоса алсақ, масштабтау мәселесі еңсерілмейтін кедергі болудан қалады. Индустрия бұл жұмысты мұқият қадағалауы керек: дәл осындай «кірпіштер» алдағы жылдары шынымен қуатты кванттық желілерді құрудың негізіне айналады.