Кванттық желілердегі серпіліс: алғаш рет қашықтағы атомдық кубиттердің үш жақты шиеленісуіне қол жеткізілді
Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы таратылған кванттық есептеулерді дамытуда маңызды қадам жасады. Тарихта алғаш рет олар фотондық арналармен жалғанған жеке атомдық кубиттер негізінде толық жұмыс істейтін үш түйінді кванттық желіні құра алды. Негізгі жетістік алыстағы түйіндер арасында Гринбергер-Хорн-Цайлингер (GHZ) күйі деп аталатын үшжақты кванттық шиеленістің қалыптасуы болды.
Бұл кванттық индустрия үшін нені білдіреді
Кванттық шиеленіс — бір бөлшектің күйі екіншісінің күйіне, олардың арақашықтығына қарамастан, лезде әсер ететін құбылыс. Бұрын ғалымдар екі кубит арасындағы шиеленісті көрсетіп, тіпті басқа физикалық платформаларда үш түйінді желілерді құрған болатын, бірақ дәл осы тәуелсіз басқаруға және оқуға болатын атомдық кубиттер масштабталатын есептеу жүйелерін құру үшін ең үлкен қызығушылық тудырады.
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Қателік деңгейі төмен бір үлкен кванттық процессорды құру өте қиын. Сондықтан сала модульдік архитектураға қарай жылжуда: монолитті чиптің орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл тәсіл есептеу қуаттары мыңдаған серверлер арасында таратылған классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Эксперименттің техникалық егжей-тегжейлері
Эксперимент барысында зерттеушілер шиеленіскен күйдің дәлдігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Бұл таратылған жүйе үшін көрнекті көрсеткіш. Сонымен қатар, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығын» жаба алды. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған ең қатаң сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады.
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық байланыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыстағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін сәтті кеңейтті.
Менің талдауым: Бұл технологияны коммерциялық қолдану әлі алыс болса да, бұл эксперимент болашақ кванттық интернет үшін тамаша құрылыс блогы болып табылады. Жеке атомдық кубиттерді кванттық операциялардың сапасын жоғалтпай таратылған желіге байланыстыру мүмкіндігі қателіктерге төзімді кванттық компьютерлер мен абсолютті қорғалған байланыс арналарын құруға жол ашады. Бұл есептеу инфрақұрылымының келесі буыны салынатын дәл осы іргетас.