Тарихи серпіліс: ғалымдар алғаш рет жеке атомдарда үш түйінді кванттық желі жасады
Кванттық есептеулер тағы бір алып қадам алға басты. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы жеке атомдық кубиттер негізінде жұмыс істейтін әлемдегі алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні құру туралы жариялады. Бұл жетістік практикалық кванттық интернетке апарар жолдағы маңызды кезеңді белгілейді.
Эксперимент аясында мамандар үш алыс кванттық түйін арасында үшжақты шиеленіскен күй (Greenberger–Horne–Zeilinger, немесе GHZ) деп аталатын күйді қалыптастыра алды. Бұл түйіндер бір-бірімен фотондық арналар арқылы байланыстырылды, бұл қашықтыққа тәуелсіз кванттық корреляцияға қол жеткізуге мүмкіндік берді.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Кванттық шиеленісу — бұл бір бөлшек күйінің өзгеруі олар бір зертханада немесе әртүрлі континенттерде болса да, екінші бөлшектің күйінде лезде көрініс табатын құбылыс. Осы уақытқа дейін ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісуді сәтті көрсеткен болатын, бірақ жеке атомдарда тұрақты үшжақты күйді құру — бұл түбегейлі жаңа күрделілік деңгейі.
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Жабдықтың физикалық шектеулеріне байланысты бір алып процессорды қатесіз құру мүмкін емес. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға белсенді түрде көшуде: бір монолитті құрылғының орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық «серверлерден» тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл есептеу ресурстары мыңдаған деректер орталықтары арасында таратылған классикалық интернеттің эволюциясын қайталайды.
Сандар мен дәлелдер
Эксперимент барысында зерттеушілер шиеленіскен күйдің сенімділігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Бұл үш түйінді жүйе үшін өте жоғары көрсеткіш. Сонымен қатар, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көп компонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жапты. Қосымша нәтижелер Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады — бұл кездейсоқ сәйкестіктерді емес, шынайы кванттық корреляциялардың болуын біржақты дәлелдейтін негізгі сынақтардың бірі.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық байланыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұған дейін компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, бірақ қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді. Технология әлі коммерциялық қолданудан алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған коммуникациялық желілер және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін іргелі құрылыс блоктары болып табылады.
Сарапшының пікірі: Бұл кванттық есептеулерді зертханалық теориядан инженерлік шындыққа айналдыратын прогрестің дәл осы түрі. Екі түйіннен үш түйінге көшу міндетті түбегейлі қиындатады, бірақ дәл осындай қадамдар бізді кванттық желілер классикалық желілер сияқты күнделікті жағдайға айналатын сәтке жақындатады.