Кванттық желілердегі серпіліс: Алыстағы атомдық кубиттердің үш жақты шиеленісуі алғаш рет қол жеткізілді
Кванттық есептеулер тағы бір маңызды қадам алға басты. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілері жеке атомдық кубиттер негізінде алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл жетістік масштабталатын кванттық жүйелер мен кванттық интернетке апарар жолдағы елеулі прогресті білдіреді.
Эксперименттің мәні
Жұмыстың негізінде кванттық шиеленісу құбылысы жатыр, мұнда бірнеше бөлшектер қашықтыққа қарамастан өзара байланысты болып қалады. Біреуінің күйінің өзгеруі бірден басқаларына әсер етеді. Мамандар фотондық арналар арқылы жалғанған үш алыс кванттық түйін арасында GHZ (Greenberger–Horne–Zeilinger) деп аталатын күйді қалыптастыра алды.
Бұрын мұндай үш түйінді желілер басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ бұл жеке атомдық кубиттер үшін алғаш рет қол жеткізілді. Мұндай кубиттердің басты артықшылығы — оларды тәуелсіз басқару, оқу және, ең бастысы, толыққанды есептеу жүйелерін құру үшін масштабтау мүмкіндігі.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Кванттық компьютерлерді әзірлеушілердің басты қиындығы — масштабтау. Бір үлкен кванттық процессорды құру қателіктер мен жабдықтың шектеулеріне байланысты орасан зор техникалық қиындықтармен байланысты. Дәл осы себепті инженерлердің көбі модульдік архитектураға сүйенеді: бір алыптың орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі салынады. Бұл есептеу қуаттары серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің дамуының тікелей аналогы.
Жаңа эксперимент — осы тәсілдің практикалық көрсетілімі. Зерттеушілер жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% әсерлі көрсеткішті құрады. Оның үстіне, алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға, сондай-ақ нағыз кванттық корреляциялардың болуына қатаң тест — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растауға қол жеткізілді.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш түйінге дейін сәтті кеңейтті.
Технологияны коммерциялық қолдануға әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған коммуникациялық желілердің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің іргетасын қалайды. Бұл жай зертханалық қызық емес, ертеңгі күннің инфрақұрылымы үшін нақты құрылыс блогы.
Менің көзқарасым: Екі түйінді шиеленісуден үш түйіндіге көшу — бұл жай қадам емес, сапалы секіріс. Ол модульдік архитектураның өміршең екенін дәлелдейді және кванттық кластерлерді құруға жол ашады. Келесі логикалық кезең — түйіндер санын көбейту және осындай таратылған желіде практикалық алгоритмдерді көрсету. Кванттық есептеулердің болашағы дәл осында.