Кванттық желілердегі серпіліс: Ғалымдар алғаш рет үш алыстағы атомдық кубитті шатастырды
Кванттық шиеленісу — бұл екі немесе одан да көп бөлшектердің арақашықтығына қарамастан, ажырамас байланыста қалатын құбылыс. Бір бөлшектің күйінің өзгеруі қалғандарының барлығына лезде әсер етеді, бұл әсерді болашақ кванттық интернетті құрудың кілті етеді. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілері фотондық арналар арқылы қосылған үш алыс атомдық кубит арасындағы үшжақты шиеленісуді алғаш рет көрсетіп, елеулі серпіліс жасады.
Эксперимент аясында GHZ (Greenberger–Horne–Zeilinger) конфигурациясы деп аталатын қалыптастырылды, ол көпкомпонентті кванттық корреляцияның классикалық мысалы болып табылады. Бұрын мұндай желілер басқа физикалық платформаларда жасалған, бірақ дербес басқарылатын және масштабталатын жеке атомдық кубиттер үшін бұл жетістік өз түріндегі алғашқы болып табылады.
Бұл индустрия үшін неге маңызды
Қазіргі кванттық компьютерлердің негізгі мәселесі — масштабтау. Қателердің жоғары деңгейі мен физикалық шектеулерге байланысты миллиондаған кубиттері бар бір алып процессорды салу өте қиын. Нарық көшбасшылары белсенді дамытып жатқан балама тәсіл — модульдік архитектура. Бір монолитті құрылғының орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу ресурстары серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы жоғары дәлдікпен ортақ кванттық күй құра алатынын көрсетеді. Шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады, бұл мұндай операциялар үшін тамаша көрсеткіш. Сонымен қатар, ғалымдар толық таратылған көпкомпонентті күй үшін «анықтау айласын» алғаш рет жауып, Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады — бұл шынайы кванттық корреляциялардың болуына қатаң сынақ.
Коммерцияландыруға қадам
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. Коммерциялық қолдануға әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған байланыс желілері және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін негіз болып табылады.
Сарапшының пікірі: Жеке атомдық кубиттерде үшжақты шиеленісуге қол жеткізу — бұл жай зертханалық қызық емес, модульдік кванттық жүйелерді практикалық іске асырудағы маңызды қадам. 84–88% сенімділік көрсеткіштері технологияның жетілгендігін көрсетеді, және мен алдағы 2-3 жыл ішінде криптография және күрделі жүйелерді оңтайландыру сияқты нақты міндеттерді шеше алатын таратылған кванттық есептеу желілерінің алғашқы прототиптерін көреміз деп күтемін.