Кванттық есептеулердегі серпіліс: алғаш рет жеке атомдардан үш түйінді желі жасалды
Кванттық технологиялар әлемі қуатты серпін алды. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының күштерін біріктірген зерттеу тобы алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті жүзеге асырды. Бұл жұмыстың басты ерекшелігі — үштік шиеленіскен жүйеге алғаш рет байланыстырылған жеке атомдық кубиттерді пайдалану.
Эксперименттің мәні
Жетістіктің негізінде үш алыс кванттық түйін арасындағы атақты Гринбергер — Хорн — Цайлингер күйін (GHZ-күйі) құру жатыр. Бұл түйіндер фотондық арналар арқылы жалғанып, бірыңғай кванттық күйді қалыптастыруға мүмкіндік берді. Бұрын мұндай конфигурациялар басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ тәуелсіз басқаруға және оқуға болатын жеке атомдық кубиттер үшін бұл алғашқы жағдай.
Неліктен бұл ойын ережелерін өзгертеді
Қазіргі кванттық есептеуіштердің негізгі мәселесі — масштабтау. Бір алып процессорды құру кванттық қателіктер мен жабдықтың шектеулеріне байланысты орасан зор техникалық қиындықтармен байланысты. Дәл осы себептен сала модульдік архитектураға қарай белсенді түрде жылжуда. Бір монолитті чипті салудың орнына, фотондарды «сымдар» ретінде пайдаланып, көптеген кванттық түйіндерді желіге біріктіру ұсынылады. Бұл эксперимент мұндай тәсілдің өміршеңдігін айқын көрсетеді.
Сандар мен дәлелдер
Алынған шиеленіскен күйдің дәлдігі (fidelity) 84–88% әсерлі көрсеткішті құрады. Сонымен қатар, ғалымдар толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» алғаш рет жабуға қол жеткізді. Байланыстардың кванттық табиғатының шынайылығының қосымша растауы Мермин теңсіздігінің бұзылуы болды — бұл шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған ең қатаң сынақтардың бірі.
Болашаққа көзқарас
Мұндай жүйелерді коммерциялық енгізуге әлі алыс болса да, бұл жұмыс таратылған кванттық компьютерлерге, қорғалған байланыстарға және, сайып келгенде, кванттық интернетке негіз қалайды. IonQ осы бағытта дәйекті түрде алға жылжуда: бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті.
Менің пікірім: Бұл нәтиже — жай зертханалық қызық емес, кванттық желілерді практикалық іске асырудағы маңызды қадам. Нарық бір процессордағы кубиттер санын көбейтуге назар аударған кезде, дәл модульдік тәсіл шынымен қуатты және ақауға төзімді жүйелерді құрудың кілті болуы мүмкін. Осы технологияның дамуын қадағалаңыз — ол келесі буынның есептеу инфрақұрылымының келбетін анықтайды.