Үш атомдық кубиттен тұратын кванттық желі: модульдік кванттық интернетке бірінші қадам
Дьюк университетінің инженерлері мен физиктері IonQ командасымен бірлесіп, таратылған кванттық жүйелер саласында серпіліс жасады. Тарихта алғаш рет фотондық арналар арқылы жалғанған үш алыс орналасқан атомдық кубит арасында үшжақты шиеленіскен күй (GHZ-күйі) қалыптастырылды. Бұл жай зертханалық қызық емес — бұл жеке атомдар негізіндегі толық таратылған үш түйінді кванттық желінің алғашқы толыққанды демонстраторы.
Эксперименттің мәні
Кванттық шиеленіс — бір бөлшектің күйінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан екінші бөлшекке лезде әсер ететін құбылыс. Бұрын ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісті көрсетіп, тіпті басқа платформаларда (мысалы, асқын өткізгіш кубиттер немесе фотондар) үш түйінді желілер құрған болатын. Алайда жаңа жұмыстың басты айырмашылығы — тәуелсіз басқаруға, оқуға және ең бастысы, есептеу модульдерін құру үшін масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттерді пайдалану.
Бұл неге өте маңызды
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Қатесіз бір алып процессор жасау іс жүзінде мүмкін емес. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға көбірек көшуде: бір монолитті құрылғының орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу қуаттары мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернетке тікелей ұқсас.
Эксперимент барысында ғалымдар шиеленіскен күйдің дәлдігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Сонымен қатар, олар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жауып, Мермин теңсіздігінің — шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған қатаң сынақтың — бұзылуын растады. Бұл алынған күйдің статистикалық кездейсоқтық емес, нағыз кванттық ресурс екенін білдіреді.
Кванттық интернетке жол
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы эксперименттер сериясының логикалық жалғасы болып табылады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болса, енді архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған байланыс желілерінің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің іргелі құрылыс блоктары болып табылады.
Менің пікірім: Атомдық кубиттердегі үш түйінді шиеленіс саласындағы серпіліс — бұл жай ғылыми сенсация емес, нарыққа арналған практикалық сигнал. IonQ және Дьюк модульдік архитектураның өміршең екенін көрсетіп отыр және бұл кванттық есептеулер секторындағы инвестициялық стратегияларға тікелей әсер етеді. Келесі қадам — түйіндер санын ондағанға дейін арттыру, сонда біз нақты міндеттерді шеше алатын кванттық кластерлердің алғашқы прототиптерін көреміз.