Әлемдегі алғашқы үш түйінді кванттық желі жеке атомдар негізінде: кванттық интернетке серпіліс
Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеу тобы бөлінген кванттық есептеулер саласында маңызды қадам жасады. Мамандар алғаш рет фотондық байланыс арналарымен жалғанған жеке атомдық кубиттер негізінде толық бөлінген үш түйінді кванттық желіні құра алды.
Жетістіктің техникалық мәні
Эксперименттің негізгі нәтижесі үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күй (Greenberger-Horne-Zeilinger күйі) деп аталатын күйдің қалыптасуы болды. Бір бөлшектің қасиеттерінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан барлық басқа бөлшектерге лезде әсер ететін бұл күй болашақ кванттық коммуникациялардың негізі болып табылады. Алынған шиеленіскен күйдің дәлдігі (fidelity) 84–88% құрады, бұл осындай жүйелер үшін әсерлі көрсеткіш.
Зерттеушілердің толық бөлінген көпкомпонентті кванттық күй үшін алғаш рет «анықтау олқылығын» (детектирование лазейкасын) жабуы ерекше назар аударуға тұрарлық. Сонымен қатар, нәтижелер классикалық статистикалық сәйкестіктер емес, шынайы кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін негізгі сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылғанын растады.
Бұл индустрия үшін неге маңызды
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір үлкен кванттық процессорды құру декогеренция қателіктері мен жабдықтың шектеулеріне байланысты орасан зор инженерлік қиындықтарға тап болады. Дәл осы себепті көптеген әзірлеушілер модульдік архитектураға сүйенеді: монолитті чиптің орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл есептеу ресурстары мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент жеке атомдық жадылардың фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын және сонымен бірге кванттық операциялардың жоғары дәлдігін сақтай алатынын айқын көрсетеді. Бұл болашақ бөлінген кванттық компьютерлер, қорғалған коммуникациялық желілер және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін өте маңызды құрылыс блогы болып табылады.
Болашаққа көзқарас
Жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұған дейін компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер есептеу жүйелерінің келесі буыны салынатын іргетас болып табылады.
Менің сараптамалық бағам: Бұл жетістік зертханалық екітүйінді шиеленісу демонстрацияларынан масштабталатын желілік архитектураларға көшуді белгілейді. Егер IonQ және басқа ойыншылар түйіндер санын ондағанға дейін арттырған кезде fidelity деңгейін 80%-дан жоғары ұстай алса, біз алдағы 5-7 жылда кванттық интернеттің алғашқы прототиптерінің пайда болуына куә боламыз. Инвесторлар бұл бағытты мұқият қадағалауы керек — ол киберқауіпсіздік пен жоғары өнімді есептеулер ландшафтын өзгертуі мүмкін.