Кванттық серпіліс: Тарихта алғаш рет үш алыстағы атомдық кубит бірыңғай желіде шиеленістірілді
Кванттық есептеулер әлемі айтарлықтай алға қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының күш біріктірген зерттеу тобы жеке атомдық кубиттер негізінде жұмыс істейтін әлемдегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы мәлімдеді. Бұл жетістік кванттық жүйелерді масштабтау үшін жаңа көкжиектер ашады.
Жұмыстың негізгі нәтижесі GHZ (Greenberger–Horne–Zeilinger) күйі деп аталатын үш жақты кванттық шиеленістің қалыптасуы болды. Фотондық арналармен қосылған үш қашықтағы кванттық түйін біртұтас жүйені құрады, мұнда бір кубиттің күйінің өзгеруі олардың арасындағы физикалық қашықтыққа қарамастан, қалған екеуінде лезде көрініс табады.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Осы уақытқа дейін кванттық шиеленіс екі түйін арасында сәтті көрсетіліп келді, ал үш түйінді желілер тек басқа физикалық платформаларда ғана болды. Алайда, дәл жеке атомдық кубиттермен жұмыс істеу — практикалық есептеу жүйелерін құрудың кілті. Бұл кубиттерді тәуелсіз басқаруға, оқуға және ең бастысы, масштабтауға болады.
Қазіргі кванттық компьютерлердің негізгі мәселесі — масштабтау. Сындарлы қателер мен аппараттық шектеулерсіз бір алып кванттық процессорды құру іс жүзінде мүмкін емес. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға сүйенеді: бір монолитті компьютердің орнына фотондармен қосылған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл ресурстар мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Эксперимент барысында ғалымдар әсерлі көрсеткіштерге қол жеткізді: шиеленіскен күйдің дәлдігі (fidelity) 84–88% құрады. Оның үстіне, алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабу мүмкін болды. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін ең қатаң сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
IonQ командасының жұмысы фотондық кванттық қосылыстар саласындағы серпілістер сериясын жалғастырады. Бұған дейін олар екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін сәтті кеңейтті.
Аналитикалық пікір: Технологияны коммерциялық қолдануға әлі алыс болса да, бұл эксперимент жай ғылыми сенсация емес, болашақ кванттық интернет пен қорғалған коммуникациялық желілердің іргелі құрылыс блогы болып табылады. Үш түйінді шиеленіс — дәл зертханалық демонстрациялардан нақты таратылған кванттық есептеулерге көшуге мүмкіндік беретін буын. Алдағы 5–7 жыл ішінде біз бұл архитектураны ондаған түйіндерге дейін масштабтау әрекеттерін көретін шығармыз, бұл желілік тапсырмаларда кванттық басымдыққа жетудің шешуші қадамы болады.