Атомдық кубиттердегі кванттық желі: алғаш рет үш жақты шиеленісуге қол жеткізілді
Дьюк университетінің ғылыми тобы IonQ инженерлерімен бірлесіп, таратылған кванттық есептеулер саласында серпіліс жасағанын хабарлады. Олар алғаш рет фотондық арналар арқылы қосылған үш қашықтықтағы атомдық кубит арасында үшжақты шиеленіскен күйді — Гринбергер-Хорн-Цайлингер (GHZ) күйі деп аталатын күйді қалыптастыра алды.
Кванттық шиеленісу — бұл бір бөлшектің күйінің өзгеруі екінші бөлшектің күйіне, олардың арақашықтығына қарамастан, лезде әсер ететін іргелі құбылыс. Болашақ кванттық желілер мен кванттық интернеттің негізінде дәл осы эффект жатыр. Бұрын қашықтықтағы түйіндер арасындағы екіжақты шиеленісу, сондай-ақ басқа физикалық платформалардағы үштүйінді желілер көрсетілген болатын. Алайда бұл жағдайда масштабталатын есептеу жүйелерін құру үшін өте маңызды болып табылатын, дербес басқаруға және оқуға болатын жеке атомдық кубиттер туралы сөз болып отыр.
Бұл неге серпіліс
Кванттық индустрияның басты ауыр мәселесі — масштабтау. Қателіктердің нөлдік деңгейі бар бір алып кванттық процессорды жасау мүмкін емес дерлік. Сондықтан барлық дерлік әзірлеушілер модульдік архитектураға көшуде: монолитті компьютердің орнына фотондармен қосылған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл ресурстар мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — осы бағыттағы тікелей қадам. Зерттеушілер жеке атомдық жадтар фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтай алатынын көрсетті. Сынақтар барысында шиеленіскен күйдің дұрыстығы (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау лазейкасы» деп аталатынды алғаш рет жабу мүмкін болды. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляцияларға арналған негізгі сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Кванттық интернетке қадам
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі қашықтықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық енгізуге әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған коммуникациялық желілердің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің іргетасын қалайды.
Менің талдауым: Атомдық кубиттердегі үштүйінді желі үшін 84–88% fidelity-ге қол жеткізу — бұл, әсіресе «анықтау лазейкасын» жабу ескерілсе, әсерлі көрсеткіш. Алайда практикалық қолдану үшін дәлдікті 99%+-ға дейін арттыру ғана емес, сонымен қатар ондаған және жүздеген түйіндерге дейін масштабтау кезінде декогеренция мәселесін шешу қажет болады. Дегенмен, бұл нарыққа нақты сигнал: атомдық кубиттердегі модульдік архитектура асқын өткізгіш шешімдерге нақты баламаға айналуда.