Кванттық желілердегі серпіліс: ғалымдар алғаш рет үш алыстағы атомдық кубитті шиеленістірді
Кванттық есептеулер тағы бір маңызды қадам алға басты. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеу тобы жеке атомдық кубиттер негізіндегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл оқиға практикалық кванттық интернет пен модульдік кванттық компьютерлерге жолдағы маңызды кезеңді белгілейді.
Негізгі жетістік фотондық арналармен байланысқан үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күй (GHZ-күй) деп аталатын күйдің қалыптасуы болды. Кванттық шиеленіс — бір бөлшектің күйінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан екінші бөлшекте лезде көрінетін құбылыс. Бұрын мұндай әсерлер екі түйінде немесе басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ қазір бұл алғаш рет дербес басқарылатын және масштабталатын атомдық кубиттерде жүзеге асырылды.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Кванттық компьютер әзірлеушілерінің басты ауыртпалығы — масштабтау. Сындарлы қателерсіз және аппараттық шектеулерсіз бір үлкен кванттық процессорды жасау мүмкін емес дерлік. Дәл осы себепті көбірек сарапшылар модульдік архитектураға сүйенеді: монолитті чиптің орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу қуаттары мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — бұл тәсілдің өміршеңдігінің тікелей растамасы. Ғалымдар жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Сынақтар барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% жетті. Оның үстіне, алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға, сондай-ақ шынайы кванттық корреляцияларға арналған негізгі сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растауға қол жеткізілді.
Кванттық интернетке жол
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Коммерциялық қолдануға әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған байланыс желілері және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін іргелі құрылыс блоктары болып табылады.
Менің сараптамалық пікірім: Үш түйінді желіде 84-88% сенімділікке қол жеткізу — бұл күткеннен асып түсетін маңызды нәтиже. «Анықтау айласын» жабу әсіресе маңызды, өйткені ол кванттық әсерлердің шынайылығына қатысты негізгі күмәндердің бірін жояды. Біз кванттық желінің теориялық модельдер санатынан инженерлік шындыққа қалай ауысатынын байқап отырмыз және бұл қауіпсіз байланыс пен таратылған есептеулер саласында төңкеріс әкелуі мүмкін.