Квантовий прорив: вчені вперше створили тристоронню заплутаність віддалених атомних кубітів
Світ квантових обчислень зробив значний крок уперед. Дослідницька група з Університету Дьюка у співпраці з компанією IonQ успішно реалізувала першу повністю розподілену тривузлову квантову мережу, засновану на окремих атомних кубітах. Це досягнення відкриває нові горизонти для побудови масштабованих квантових систем.
Суть експерименту
Ключовим результатом стало формування так званого стану Грінбергера — Горна — Цайлінгера (GHZ-стану) між трьома віддаленими квантовими вузлами. Ці вузли були з'єднані фотонними каналами, що дозволило створити стійке тристороннє квантове заплутування. Раніше подібні мережі демонструвалися на інших фізичних платформах, але саме для окремих атомних кубітів, які можна незалежно контролювати та зчитувати, це сталося вперше.
Чому це має значення
Головна проблема сучасних квантових комп'ютерів — масштабування. Створення одного великого квантового процесора пов'язане з колосальними технічними труднощами через помилки та обмеження обладнання. Модульна архітектура, де безліч квантових вузлів об'єднані в мережу, розглядається як найбільш перспективний шлях. Цей підхід нагадує еволюцію класичного інтернету, де обчислювальні потужності розподілені між серверами.
Новий експеримент демонструє, що окремі атомні пам'яті можуть формувати спільний квантовий стан через фотонні з'єднання, зберігаючи при цьому високу точність операцій. У ході роботи вчені досягли достовірності (fidelity) заплутаного стану на рівні 84–88%. Більше того, вперше для повністю розподіленого багатокомпонентного квантового стану було закрито так звану «лазівку детектування». Результати також підтвердили порушення нерівності Мерміна — одного з найважливіших тестів, що доводять наявність справжніх квантових кореляцій.
Шлях до квантового інтернету
Ця робота продовжує серію досліджень IonQ у галузі фотонних квантових з'єднань. Раніше компанія демонструвала заплутування між двома віддаленими іонними системами, а тепер успішно розширила архітектуру до трьох повноцінних вузлів. Хоча технологія ще далека від комерційного впровадження, подібні експерименти є критично важливими будівельними блоками для майбутніх розподілених квантових комп'ютерів, захищених комунікаційних мереж і, зрештою, квантового інтернету.
Думка експерта: Це досягнення знаменує перехід від теоретичних моделей до практичної реалізації розподілених квантових систем. Демонстрація GHZ-стану на атомних кубітах з високою точністю — це не просто лабораторний курйоз, а фундаментальний крок до створення відмовостійких квантових мереж, які зможуть вирішувати завдання, непідвладні класичним комп'ютерам. Інвесторам та розробникам варто уважно стежити за прогресом IonQ у цьому напрямку.