Кванттық серпіліс: ғалымдар алғаш рет алыстағы атомдық кубиттердің үшжақты шиеленісін жасады
Кванттық есептеулер әлемі айтарлықтай алға қадам жасады. Дьюк университетінің зерттеу тобы IonQ компаниясымен бірлесіп, жеке атомдық кубиттерге негізделген алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті іске асырды. Бұл жетістік масштабталатын кванттық жүйелерді құру үшін жаңа көкжиектер ашады.
Эксперименттің мәні
Негізгі нәтиже үш қашықтағы кванттық түйін арасында Гринбергер — Хорн — Цайлингер күйі (GHZ-күйі) деп аталатын күйдің қалыптасуы болды. Бұл түйіндер фотондық арналар арқылы жалғанып, тұрақты үшжақты кванттық шиеленісті құруға мүмкіндік берді. Бұрын мұндай желілер басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ дәл осы жеке бақылауға және оқуға болатын атомдық кубиттер үшін бұл алғаш рет орын алып отыр.
Бұл неге маңызды
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір үлкен кванттық процессорды құру жабдықтың қателіктері мен шектеулеріне байланысты орасан зор техникалық қиындықтармен байланысты. Көптеген кванттық түйіндер желіге біріктірілген модульдік архитектура ең перспективалы жол ретінде қарастырылады. Бұл тәсіл классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді, мұнда есептеу қуаттары серверлер арасында бөлінген.
Жаңа эксперимент жеке атомдық жадылар фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетеді. Жұмыс барысында ғалымдар шиеленіскен күйдің сенімділігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Сонымен қатар, толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін алғаш рет «детектрлеу айласы» деп аталатын нәрсе жабылды. Нәтижелер сонымен қатар нағыз кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін маңызды сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Кванттық интернетке жол
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін сәтті кеңейтті. Технология коммерциялық енгізуге әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған байланыс желілері және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін өте маңызды құрылыс блоктары болып табылады.
Сарапшының пікірі: Бұл жетістік теориялық модельдерден таратылған кванттық жүйелерді практикалық іске асыруға көшуді білдіреді. Атомдық кубиттерде GHZ-күйін жоғары дәлдікпен көрсету — бұл жай зертханалық қызық емес, классикалық компьютерлер қолы жетпейтін міндеттерді шеше алатын ақауға төзімді кванттық желілерді құруға бағытталған іргелі қадам. Инвесторлар мен әзірлеушілер IonQ компаниясының осы бағыттағы прогрессін мұқият қадағалауы керек.