Үш адамдық кванттық шиеленіс: ғалымдар үш алыстағы атомдық кубиттен тұратын алғашқы желіні жасады
Кванттық есептеулер әлемі таратылған жүйелердің шындығына тағы бір қадам жасауда. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы серпіліс жасағандарын жариялады: олар алғаш рет жеке атомдық кубиттер негізінде толығымен таратылған үш түйінді кванттық желіні құра алды. Бұл жай зертханалық трюк емес — бұл кванттық технологияларды масштабтау тәсіліндегі түбегейлі өзгеріс.
Эксперименттің мәні
Негізгі жетістік фотондық арналар арқылы байланысқан үш алыс кванттық түйін арасында Гринбергер-Хорн-Цайлингер күйі (GHZ-күйі) деп аталатын күйді қалыптастыру болды. GHZ-күйі — бұл көпкомпонентті кванттық шиеленістің классикалық мысалы, мұнда бір бөлшектің күйінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан қалғандарының барлығына лезде әсер етеді. Осы уақытқа дейін мұндай үшжақты шиеленіскен желілер басқа физикалық платформаларда көрсетілген болатын, бірақ тәуелсіз басқаруға және масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттер үшін бұл алғашқы жағдай.
Бұл неге серпіліс
Кванттық компьютерлердің басты ауыртпалығы — масштабтау. Мыңдаған кубиттері бар бір алып кванттық процессорды қателердің жинақталуы мен физикалық шектеулерге байланысты құру мүмкін емес дерлік. Шығу жолы — модульдік архитектура: монолитті чиптің орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу қуаттары серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің дамуын еске түсіреді.
Эксперимент барысында ғалымдар шиеленіскен күйдің дәлдігіне (fidelity) 84–88% деңгейінде қол жеткізді. Сонымен қатар, олар алғаш рет толығымен таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығын» жаба алды. Нәтижелер сонымен қатар Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады — бұл классикалық статистикалық сәйкестіктер емес, шынайы кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін негізгі сынақтардың бірі.
Кванттық интернетке қадам
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын компания екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология коммерциялық қолданудан әлі алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған байланыс желілерінің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің құрылыс блоктары болып табылады.
Менің талдауым: Бұл жай зертханалық қызық емес — бұл модульдік кванттық архитектураның өміршең екендігінің дәлелі. Үш түйінмен жетістік кванттық корреляцияларды сақтай отырып, желіні кеңейтуге болатынын көрсетеді. Егер бұл технологияны ондаған және жүздеген түйіндерге дейін масштабтау мүмкін болса, біз алдағы 5–7 жыл ішінде кванттық интернеттің алғашқы прототиптерін көреміз. Инвесторлар мен әзірлеушілер үшін бұл сигнал: фотондық қосылыстар мен атомдық кубиттерге назар аудару тек өсе береді.