Кванттық желілердегі серпіліс: ғалымдар алғаш рет үш алыстағы атомдық кубитті шатастырды
Кванттық есептеулер әлемі тағы бір маңызды қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілері жеке атомдық кубиттер негізінде алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл жетістік модульдік кванттық архитектуралар үшін жаңа көкжиектер ашып, бізді кванттық интернет дәуіріне жақындатады.
Эксперименттің мәні
Кванттық шиеленіс — бұл бірнеше бөлшектер арасындағы қашықтыққа қарамастан, олардың ажырамас байланыста болуының іргелі құбылысы. Бір бөлшектің күйінің өзгеруі басқаларына лезде әсер етеді. Жаңа экспериментте мамандар фотондық арналар арқылы қосылған үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күйді (GHZ-күй) қалыптастыра алды. Бұрын мұндай нәтижелер басқа физикалық платформаларда қол жеткізілген болатын, бірақ алғаш рет бұл жеке бақылауға және масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттер үшін жүзеге асырылды.
Бұл неге серпіліс?
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Аппараттық шектеулер мен қателіктерге байланысты бір үлкен кванттық процессорды құру өте қиын. Баламалы тәсіл — модульдік архитектура, мұнда бір алып компьютердің орнына фотондар арқылы қосылған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл ресурстар серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің дамуын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын, операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетеді. Шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жауып, нағыз кванттық корреляциялардың негізгі сынағы — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Кванттық интернетке жол
Бұл зерттеу IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы жұмыстарының жалғасы болып табылады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш түйінге дейін сәтті кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған коммуникациялық желілер және кванттық интернет үшін маңызды құрылыс блоктары болып саналады.
Сарапшының пікірі: Бұл нәтиже — жай зертханалық қызық емес, кванттық желілерді практикалық жүзеге асырудағы маңызды қадам. Жоғары дәлдікпен және «анықтау айласын» жабу арқылы үш түйінді жүйенің сәтті құрылуы атомдық кубиттердегі модульдік архитектураның өміршең екенін дәлелдейді. Алдағы жылдары біз 5-10 түйінге дейін масштабтауды көретін шығармыз, бұл кванттық интернеттің алғашқы прототиптеріне негіз болады.