Кванттық желілердегі серпіліс: Алғаш рет үш алыс атомдық кубит шатастырылды
Кванттық технологиялар әлемі тарихи сәтке куә болды. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының біріккен күш-жігерімен зерттеу тобы жеке атомдық кубиттерге негізделген алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті жүзеге асырды. Бұл жетістік кванттық есептеу архитектурасының дамуында түбегейлі жаңа кезеңді белгілейді.
Эксперимент аясында ғалымдар Гринбергер-Хорн-Цайлингер (GHZ) күйі деп аталатын үш жақты шиеленіскен күйді қалыптастыра алды. Кеңістікте бөлінген үш кванттық түйін бір-бірімен фотондық арналар арқылы байланыстырылды. Мұндағы негізгі инновация – дәл осы жеке атомдық кубиттерді пайдалану, оларды тәуелсіз басқаруға, оқуға және, ең бастысы, масштабтауға болады.
Масштабтау: кванттық индустрияның басты ауыртпалығы
Қуатты кванттық компьютерлерді құру жолындағы негізгі мәселе – масштабтау. Мыңдаған және миллиондаған кубиттері бар бір алып кванттық процессорды салу шулар, декогеренция қателері және жабдықтың физикалық шектеулеріне байланысты өте қиын. Дәл осы себепті сала модульдік парадигмаға көбірек бейімделуде. Бір монолитті чиптің орнына оптикалық арналар арқылы байланысқан көптеген кішігірім кванттық модульдерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл, мәні бойынша, есептеу қуаттары таратылған классикалық интернеттің эволюциясын қайталайды.
Жаңа эксперимент – осы бағыттағы тікелей қадам. Ол жеке атомдық «кванттық жадылар» фотондық қосылыстар арқылы біртұтас, ортақ кванттық күйді құра алатынын, сонымен бірге операциялардың әсерлі дәлдігін сақтайтынын дәлелдейді.
Сандар мен дәлелдер
Алынған шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84%-дан 88%-ға дейін құрады. Бұл өте күрделі конфигурация үшін тамаша көрсеткіш. Сонымен қатар, зерттеушілер алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығын» жаба алды. Нәтижелер сонымен қатар Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады – бұл шынайы, классикалық емес кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін ең қатаң сынақтардың бірі.
IonQ командасы бұрын екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын. Енді архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. Бұл жай ғана инкременттік жақсарту емес, таратылған тәсілдің өміршеңдігін көрсететін сапалық секіріс.
Менің сараптамалық пікірім: Мұндай желілерді коммерциялық қолдану алыс болашақтың ісі болса да, бұл эксперимент кванттық интернет үшін маңызды құрылыс блогы болып табылады. Стандартталған атомдық модульдерден таратылған, қателерге төзімді кванттық жүйелерді құру мүмкіндігі есептеу мен қауіпсіз байланыстың бүкіл парадигмасын түбегейлі өзгерте алады. Біз 10-15 жылдан кейін стандартқа айналуы мүмкін архитектураның тууын байқап отырмыз.