Кванттық желілердегі серпіліс: алғаш рет қашықтағы атомдық кубиттердің үшжақты шиеленісуіне қол жеткізілді
Кванттық индустрия таратылған есептеу жүйелерін құруға тағы бір қадам жасады. Жақында жүргізілген эксперимент барысында мамандар үш жақты кванттық шиеленісті — Greenberger–Horne–Zeilinger күйін (GHZ-күйі) — жеке атомдық кубиттер негізіндегі үш қашықтағы түйін арасында жүзеге асыра алды. Бұл түйіндер фотондық байланыс арналарымен байланысқан мұндай архитектураның алғашқы көрсетілімі болып табылады.
Эксперименттің мәні
Кванттық шиеленіс физиканың ең қызықты құбылыстарының бірі болып қала береді: бір бөлшектің күйінің өзгеруі қашықтыққа қарамастан екіншісінің күйіне лезде әсер етеді. Бұрын зерттеушілер екі қашықтағы түйін арасындағы шиеленіске қол жеткізген, сондай-ақ басқа физикалық платформаларда үш түйінді желілерді құрған болатын. Алайда жаңа жетістіктің басты айырмашылығы — жеке атомдық кубиттерді пайдалану, оларды тәуелсіз басқаруға, оқуға және, ең бастысы, толыққанды есептеу жүйелерін құру үшін масштабтауға болады.
Бұл неге серпіліс
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Бір алып процессорды құру үлкен техникалық қиындықтармен және қателердің жоғары деңгейімен байланысты. Дәл осы себепті көптеген әзірлеушілер модульдік архитектураға сүйенеді: бір монолитті құрылғының орнына фотондармен байланысқан көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл есептеу ресурстары серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Эксперимент барысында зерттеушілер жеке атомдық жадылар фотондық қосылыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын, сонымен бірге операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын көрсетті. Шиеленіскен күйдің сенімділігі (fidelity) 84–88% құрады. Сонымен қатар, толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау айласын» алғаш рет жабу мүмкін болды. Нәтижелер сонымен қатар Мермин теңсіздігінің бұзылуын растады — бұл шынайы кванттық корреляциялардың болуын дәлелдейтін негізгі сынақтардың бірі.
Кванттық интернетке жол
Бұл эксперимент — болашақ таратылған кванттық компьютерлер, қорғалған байланыс желілері және, сайып келгенде, кванттық интернет үшін маңызды құрылыс блогы. Технология әлі коммерциялық қолданудан алыс болса да, мұндай нәтижелер атомдық жүйелер негізінде масштабталатын кванттық желілерді құрудың принципті мүмкіндігін растайды.
Аналитик пікірі: Кванттық технологиялар нарығы әрбір осындай эксперимент бізді практикалық іске асыруға жақындататын кезеңде тұр. Жоғары сенімділікпен үш жақты шиеленіске қол жеткізу — бұл жай ғана ғылыми көрсетілім емес, инвесторлар мен әзірлеушілерге нақты сигнал: модульдік архитектура дәстүрлі тәсілдерге нақты баламаға айналуда. Келесі 3–5 жыл ішінде біз классикалық жүйелерге қол жетімсіз есептерді шеше алатын таратылған кванттық есептегіштердің алғашқы прототиптерін көретін шығармыз.