Кванттық желілердегі серпіліс: алғаш рет алыстағы атомдық кубиттерде үшжақты шиеленіс жасалды
Кванттық есептеулер әлемі тағы бір маңызды қадам жасады. Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы жеке атомдық кубиттерге негізделген алғашқы толық таратылған үш түйінді кванттық желіні сәтті жасап көрсетті. Бұл жетістік масштабталатын кванттық интернетті құру жолындағы маңызды кезең болып табылады.
Эксперименттің мәні
Негізгі нәтиже үш алыс кванттық түйін арасында Гринбергер-Хорн-Цайлингер күйі (GHZ-күйі) деп аталатын күйдің қалыптасуы болды. Бұл түйіндер бір-бірімен фотондық байланыс арналары арқылы жалғанды. Бұрын шиеленісу екі түйін арасында сәтті көрсетілген болатын, ал үш түйінді желілер басқа физикалық платформаларда да болған. Алайда, жеке бақылауға, оқуға және, ең бастысы, есептеу жүйелерін құру үшін масштабтауға болатын жеке атомдық кубиттер үшін мұндай нәтиже алғаш рет алынып отыр.
Неліктен бұл бетбұрыс сәті
Кванттық компьютерлерді әзірлеушілердің басты қиындығы — масштабтау. Мыңдаған кубиттері бар бір алып кванттық процессорды жасау қателердің жинақталуы мен физикалық шектеулерге байланысты өте күрделі. Дәл осы себепті индустрия модульдік архитектураға көбірек бейімделуде. Бір монолитті құрылғының орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құру ұсынылады. Бұл тәсіл есептеу қуаттары мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — осы тұжырымдаманың өміршеңдігінің тікелей дәлелі. Зерттеушілер жеке атомдық «жадтар» фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Жұмыс барысында шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% деңгейінде қамтамасыз етілді. Сонымен қатар, ғалымдар алғаш рет толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығын» жабуға қол жеткізді. Нәтижелер сонымен қатар шынайы кванттық корреляциялардың болуына арналған ең қатаң сынақтардың бірі — Мермин теңсіздігінің бұзылғанын растады.
Болашаққа көзқарас
Бұл жұмыс IonQ компаниясының фотондық кванттық қосылыстар саласындағы зерттеулер сериясын жалғастырады. Бұрын олар екі алыс иондық жүйе арасындағы шиеленісуді көрсеткен болатын, ал қазір архитектураны үш толыққанды түйінге дейін кеңейтті. Технология әлі коммерциялық қолданудан алыс болса да, мұндай эксперименттер болашақ таратылған кванттық компьютерлер, абсолютті қорғалған байланыс желілері және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін іргелі құрылыс блоктары болып табылады.
Сарапшының пікірі: «Анықтау олқылығын» жабу арқылы жеке атомдық кубиттерде үшжақты шиеленісуге қол жеткізу — бұл жай ғана кезекті рекорд емес. Бұл кванттық есептеулерге модульдік тәсілдің жоғары дәлдікпен техникалық тұрғыдан жүзеге асырылатындығының көрсеткіші. Дәл осындай қадамдар кванттық интернетті футуристік тұжырымдамадан шешілетін инженерлік міндетке айналдырады.