Кванттық желілердегі серпіліс: ғалымдар алғаш рет үш алыстағы атомдық кубитті шатастырды
Кванттық технологиялар әлемі айтарлықтай алға қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының біріккен күш-жігерімен зерттеушілер тобы жеке атомдық кубиттер негізінде алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті жасап көрсетті. Бұл эксперимент кванттық есептеу архитектурасының дамуындағы жаңа кезеңді белгілейді.
Эксперименттің мәні
Негізгі жетістік Гринбергер-Хорн-Цайлингер (GHZ) күйі деп аталатын үшжақты шиеленіскен күйдің қалыптасуы болды. Алғаш рет фотондық арналар арқылы қосылған үш алыс кванттық түйін бір бөлшектің күйінің өзгеруі олардың арасындағы қашықтыққа қарамастан, қалған екеуінде бірден көрінетін күйге келтірілді.
Бұрын мұндай нәтижелер басқа физикалық платформаларда немесе екі түйінмен ғана қол жеткізілген болатын. Алайда, дәл жеке басқаруға, оқуға және масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттермен жұмыс істеу толыққанды есептеу жүйелерін құруға жол ашады.
Бұл неге серпіліс?
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір үлкен кванттық процессорды құру қателіктер мен жабдықтың шектеулеріне байланысты орасан зор қиындықтармен байланысты. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға көбірек жүгінуде. Бір алып компьютердің орнына классикалық интернеттің дамуына ұқсас, фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құру ұсынылады.
Бұл эксперимент — мұндай тәсілдің өміршеңдігінің практикалық көрсетілімі. Зерттеушілер жеке атомдық жадылардың фотондық байланыстар арқылы ортақ кванттық күйді қалыптастыра алатынын, сонымен бірге кванттық операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті.
Негізгі көрсеткіштер мен маңызы
Эксперимент барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» жабуға қол жеткізді. Нәтижелер классикалық емес, шынайы кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін маңызды сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылғанын да растады.
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық байланыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұған дейін компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін сәтті кеңейтті.
Менің сараптамалық бағам: Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, бұл эксперимент болашақ таратылған кванттық компьютерлер мен қорғалған коммуникациялық желілер үшін өте маңызды құрылыс блогы болып табылады. Біз жай зертханалық қызықты емес, есептеу ресурстары бүгінгі деректер сияқты еркін таратылатын кванттық интернетті құруға бағытталған мақсатты қозғалысты байқап отырмыз.