Кванттық серпіліс: алғаш рет алыстағы атомдық кубиттерде үш түйінді желі жасалды
Біз кванттық технологиялардың дамуындағы тарихи сәтті бақылап отырмыз. Дьюк университетінің зерттеу тобы IonQ инженерлерімен бірлесіп, жеке атомдық кубиттер негізіндегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті жүзеге асырды. Бұл жай зертханалық қызық емес — бұл кванттық интернет архитектурасын құрудағы іргелі қадам.
Эксперименттің мәні
Кванттық шиеленіс — бұл бірнеше бөлшектер арасындағы қашықтыққа қарамастан, олардың ажырамас байланыста болу құбылысы. Біреуінің күйінің өзгеруі басқаларына лезде әсер етеді. Осы уақытқа дейін ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісті көрсетіп келді, бірақ енді алғаш рет фотондық арналармен жалғанған үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күйді (Greenberger–Horne–Zeilinger күйі) қалыптастыру мүмкін болды.
Бұл жетістіктің басты ерекшелігі — дәл жеке атомдық кубиттерді пайдалану, оларды тәуелсіз басқаруға, оқуға және ең бастысы, масштабтауға болады. Бұрын үш түйінді желілер басқа физикалық платформаларда құрылған, бірақ дәл атомдық кубиттер толыққанды есептеу жүйелерін құруға жол ашады.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір алып кванттық процессорды құру қателердің жинақталуы мен жабдықтың физикалық шектеулеріне байланысты өте қиын. Сондықтан индустрия модульдік архитектураға сүйенеді: бір алып құрылғының орнына — фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі. Бұл ресурстар мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің дамуына тікелей ұқсас.
Эксперимент барысында зерттеушілер шиеленіскен күйдің дәлдігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Сонымен қатар, олар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жауып тастады. Нәтижелер сонымен қатар классикалық статистика емес, шынайы кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін ең қатаң сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс — IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясының жалғасы. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болса, енді архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған байланыс желілерінің және сайып келгенде, кванттық интернеттің құрылыс блоктары болып табылады.
Менің кәсіби пікірім: Бұл серпіліс кванттық есептеулерге модульдік көзқарас тек теориялық тұрғыдан мүмкін емес, сонымен қатар жоғары дәлдікпен практикалық тұрғыдан жүзеге асырылатынын көрсетеді. Егер даму қарқыны сақталса, біз алдағы 5-7 жыл ішінде таратылған кванттық жүйелердің алғашқы коммерциялық прототиптерін көре аламыз. Криптография және деректерді қорғау нарығы қазірдің өзінде осыған дайындалуы керек.