Үш торапты кванттық желі атомдық кубиттерде: модульдік кванттық компьютерге жаңа қадам
Кванттық есептеулер әлемі кезекті маңызды қадам жасады. Дьюк университетінің зерттеушілері IonQ командасымен бірлесіп, жеке атомдық кубиттерде жұмыс істейтін алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы жариялады. Бұл жай ғана зертханалық қызық емес — бұл модульдік кванттық жүйелер дәуірін жақындататын іргелі серпіліс.
Эксперименттің мәні
Жетістіктің негізгі элементі — үш қашықтағы кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күйдің (GHZ-күй) қалыптасуы. Бұл түйіндер фотондық арналар арқылы байланыстырылды, бұл бір бөлшектің өзгеруі қалғандарының барлығына лезде әсер ететін бірыңғай кванттық күйді құруға мүмкіндік берді. Бұрын мұндай нәрсе басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ дәл жеке басқарылатын және оқылатын атомдық кубиттер үшін бұл алғаш рет жасалып отыр.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Қателердің жинақталуы мен физикалық шектеулерге байланысты мыңдаған кубиттері бар бір алып процессорды құру іс жүзінде мүмкін емес. Шешім модульдік архитектурада жатыр: бір алыптың орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл ресурстар мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Эксперимент барысында ғалымдар шиеленіскен күйдің дәлдігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Бұл таратылған жүйе үшін жоғары көрсеткіш. Оның үстіне, олар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жапты. Қосымша растау ретінде Мермин теңсіздігінің бұзылуы — шынайы кванттық корреляцияларға арналған ең қатаң сынақтардың бірі болды.
Болашаққа көзқарас
Жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұған дейін компания екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш түйінге дейін кеңейтті. Коммерциялық қолдануға әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер — болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған байланыс желілерінің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің құрылыс блоктары.
Менің пікірім: Бұл нәтиже әсіресе фотондық байланыстар арқылы кванттық жүйелерді масштабтаудың принципті мүмкіндігін дәлелдейтіндіктен маңызды. Егер бұрын біз теория туралы айтсақ, енді практикалық растау бар. Келесі логикалық қадам — түйіндер санын ондаған және жүздегенге дейін арттыру, бұл алдағы 3–5 жылда болуы мүмкін. Кванттық технологиялар нарығы нақты сигнал алады: модульдік тәсіл жұмыс істейді.