Тарихтағы алғашқы үш түйінді кванттық желі жеке атомдарда: кванттық интернетке серпіліс
Кванттық есептеулер әлемі тағы бір шешуші қадам алға басты. Дюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы есептеу бірліктері ретінде жеке атомдық кубиттер қолданылатын алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл жай зертханалық қызық емес, бізді практикалық кванттық интернет дәуіріне жақындататын іргелі серпіліс.
Нақты не болды
Негізгі жетістік — үш қашықтағы кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күй (Гринбергер — Хорн — Цайлингер атындағы GHZ-күйі) деп аталатын күйдің қалыптасуы. Бұл түйіндер фотондық арналар арқылы жалғанған және олардың әрқайсысының күйі қашықтыққа қарамастан басқаларының күйімен лезде корреляцияланады.
Бұрын ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісті, сондай-ақ басқа физикалық платформаларда (мысалы, асқын өткізгіш тізбектерде) үш түйінді желілерді көрсеткен болатын. Алайда мұндай нәтиже алғаш рет дәл жеке атомдық кубиттер үшін алынды. Бұл өте маңызды, өйткені мұндай кубиттердің бірегей қасиеттері бар: оларды тәуелсіз басқаруға, оқуға және ең бастысы, нақты есептеу жүйелерін құру үшін масштабтауға болады.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Мыңдаған кубиттерден тұратын бір алып процессорды құру қателердің жинақталуы мен физикалық шектеулерге байланысты өте қиын. Дәл осы себепті индустрия біртіндеп модульдік архитектураға көшуде. Бір «монолитті» кванттық компьютердің орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу қуаттары мыңдаған серверлер арасында таратылған классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — бұл тәсілдің жұмыс істейтінінің айқын көрінісі. Зерттеушілер жеке атомдық жадылар фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын және операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Эксперимент барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% әсерлі көрсеткішті құрады. Оның үстіне, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көп компонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға қол жеткізді. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған ең қатаң сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. 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 сараптамалық көзқарасым: Бұл нәтиже — жай ғылыми сенсация емес, нарыққа нақты сигнал. Кванттық есептеулерге модульдік тәсіл теория болудан қалып, инженерлік шындыққа айналуда. Егер прогресс қарқыны сақталса, біз алдағы 5–7 жыл ішінде нақты міндеттерге арналған таратылған кванттық желілердің алғашқы прототиптерін көре аламыз. Инвесторлар мен технологиялық компаниялар осы саланың дамуын мұқият қадағалауы керек — ол келесі технологиялық циклдің басты драйверлерінің біріне айналады.