Тарихта тұңғыш рет: ғалымдар жеке атомдарда үш түйінді кванттық желі жасады — кванттық интернетке серпіліс
Кванттық технологиялар әлемі жаңа маңызды белестен өтті. Дьюк университеті мен IonQ компаниясы біріккен зерттеу тобы жеке атомдық кубиттер негізінде әлемдегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы хабарлады. Бұл жай ғана зертханалық қызық емес — бұл болашақ кванттық интернет архитектурасына жасалған іргелі қадам.
Эксперименттің мәні
Негізгі жетістік — үш алыс кванттық түйін арасында Гринбергер-Хорн-Цайлингер күйі (GHZ-күйі) деп аталатын күйді қалыптастыру. Бұл түйіндер фотондық арналар арқылы қосылды, бұл атомдық кубиттерге қашықтықта кванттық ақпарат алмасуға мүмкіндік берді. Осы уақытқа дейін ғалымдар тек алыс кубиттердің жұптарын шиеленістіре алды, ал үш түйінді желілер тек басқа физикалық платформаларда көрсетілді. Енді бірінші рет бұған әрбір атомдық кубитті тәуелсіз басқаруға, оқуға және, ең бастысы, масштабтауға мүмкіндік беретін платформада қол жеткізілді.
Неліктен бұл бетбұрыс сәті
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты ауыр мәселесі — масштабтау. Физикалық шектеулерге байланысты қатесіз бір алып кванттық процессорды құру мүмкін емес дерлік. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға сүйенеді: бір монолитті чиптің орнына көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді, мұнда есептеу қуаттары серверлер арасында бөлінеді.
Эксперимент барысында зерттеушілер шиеленісті күйдің сенімділігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Сонымен қатар, олар алғаш рет толық таратылған көп компонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға қол жеткізді. Қосымша нәтижелер Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады — бұл классикалық статистикалық артефактілер емес, нағыз кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін қатаң сынақ.
Бұл индустрия үшін нені білдіреді
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық байланыстар саласындағы амбициялық жобалар сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. Бұл таратылған кванттық компьютерлерді, қорғалған коммуникациялық желілерді және, сайып келгенде, кванттық интернетті құрудың тікелей жолы.
Менің көзқарасым: Бұл эксперимент — мүмкіндіктерді жай ғана көрсету емес, модульдік кванттық архитектураның жұмыс істейтінінің дәлелі. Кванттық интернет туралы айтқанда, біз жиі «кванттық қайталағыш» мәселесіне тап боламыз — бұл шығынсыз ұзақ қашықтықтарға шиеленісті бере алатын құрылғы. Жоғары дәлдікпен үш түйінді желіні құру — бұл мәселені шешудің алғашқы қадамы. Егер IonQ және Дьюк университеті осы қарқынмен жалғастырса, біз таратылған кванттық жүйелердің алғашқы коммерциялық прототиптерін алдағы 5–7 жыл ішінде көре аламыз.