Ексклюзив: Учені вперше створили тристороннє квантове заплутування на віддалених атомних кубітах — прорив до модульного квантового інтернету
Світ квантових обчислень зробив значний крок уперед. Команда дослідників з Університету Дьюка та компанії IonQ оголосила про створення першої у своєму роді повністю розподіленої тривузлової квантової мережі, заснованої на окремих атомних кубітах. Це досягнення знаменує перехід від двосторонніх експериментів до складніших, масштабованих архітектур.
Суть експерименту: GHZ-стан на трьох вузлах
Фахівцям вдалося сформувати так званий тристоронній заплутаний стан, відомий як стан Грінбергера-Горна-Цайлінгера (GHZ), між трьома віддаленими квантовими вузлами. Ці вузли були пов'язані між собою фотонними каналами, що є ключовим елементом для побудови розподілених квантових систем. Раніше демонстрація заплутаності між двома віддаленими вузлами вже була рутинним завданням, але досягнення тристороннього зв'язку на атомних кубітах — це принципово новий рівень складності.
Чому це прорив: Масштабування та точність
Головна проблема сучасних квантових комп'ютерів — це масштабування. Побудувати один гігантський процесор без помилок практично неможливо. Тому індустрія рухається до модульної архітектури, де обчислювальні ресурси розподілені між безліччю квантових вузлів, з'єднаних фотонами. Цей експеримент — прямий доказ життєздатності такого підходу.
Вчені продемонстрували, що окремі атомні пам'яті можуть формувати спільний квантовий стан через фотонні з'єднання, зберігаючи при цьому високу точність операцій. У ході експерименту достовірність (fidelity) заплутаного стану склала вражаючі 84–88%. Більше того, вперше вдалося закрити так звану «лазівку детектування» для повністю розподіленого багатокомпонентного квантового стану. Результати також підтвердили порушення нерівності Мерміна — одного з ключових тестів, що доводять наявність справжніх квантових кореляцій, а не класичних.
Крок до квантового інтернету
Ця робота продовжує серію досліджень IonQ у галузі фотонних квантових з'єднань. Раніше компанія демонструвала заплутаність між двома віддаленими іонними системами, а тепер розширила архітектуру до трьох повноцінних вузлів. Хоча технологія ще далека від комерційного застосування, такі експерименти є критично важливими будівельними блоками для майбутніх розподілених квантових комп'ютерів, захищених комунікаційних мереж і, зрештою, квантового інтернету.
Думка експерта: Це досягнення — не просто лабораторний курйоз. Воно демонструє, що модульна архітектура, заснована на атомних кубітах, може бути масштабована без втрати квантової когерентності. Для криптовалютного світу це означає, що загроза квантового злому поточних алгоритмів шифрування (наприклад, ECDSA) стає не просто теоретичною, а все більш відчутною. З кожним таким кроком необхідність впровадження постквантової криптографії в блокчейн-проєкти стає все більш нагальною.