Новини криптоміра

Квантова заплутаність — це явище, за якого дві або більше частинок залишаються нерозривно пов'язаними, незалежно від відстані між ними. Зміна стану однієї частинки миттєво відображається на всіх інших, що робить цей ефект ключовим для створення майбутнього квантового інтернету. Дослідники з Університету Дьюка та компанії IonQ здійснили значний прорив, вперше продемонструвавши тристоронню заплутаність між трьома віддаленими атомними кубітами, з'єднаними фотонними каналами.

У рамках експерименту було сформовано так звану GHZ-конфігурацію (Greenberger–Horne–Zeilinger), яка є класичним прикладом багатокомпонентної квантової кореляції. Раніше подібні мережі створювалися на інших фізичних платформах, але для окремих атомних кубітів, які можна незалежно контролювати та масштабувати, це досягнення є першим у своєму роді.

Чому це важливо для індустрії

Основна проблема сучасних квантових комп'ютерів — масштабування. Побудувати один гігантський процесор із мільйонами кубітів надзвичайно складно через високий рівень помилок та фізичні обмеження. Альтернативний підхід, який активно розвивають лідери ринку, — модульна архітектура. Замість одного монолітного пристрою створюється мережа з багатьох квантових вузлів, з'єднаних фотонами. Це нагадує еволюцію класичного інтернету, де обчислювальні ресурси розподілені між серверами.

Новий експеримент демонструє, що окремі атомні пам'яті можуть формувати спільний квантовий стан через фотонні з'єднання з високою точністю. Достовірність (fidelity) заплутаного стану склала 84–88%, що є відмінним показником для такого роду операцій. Більше того, вченим вперше вдалося закрити «лазівку детектування» для повністю розподіленого багатокомпонентного стану та підтвердити порушення нерівності Мерміна — суворого тесту на наявність справжніх квантових кореляцій.

Крок до комерціалізації

Робота продовжує серію досліджень IonQ у сфері фотонних з'єднань. Раніше компанія вже демонструвала заплутаність між двома віддаленими іонними системами, а тепер архітектура розширена до трьох повноцінних вузлів. Хоча до комерційного застосування ще далеко, такі експерименти є фундаментом для майбутніх розподілених квантових комп'ютерів, захищених комунікаційних мереж і, зрештою, квантового інтернету.

Думка експерта: Досягнення тристоронньої заплутаності на окремих атомних кубітах — це не просто лабораторний курйоз, а надзвичайно важливий крок до практичної реалізації модульних квантових систем. Показники fidelity у 84–88% свідчать про зрілість технології, і я очікую, що в найближчі 2-3 роки ми побачимо перші прототипи розподілених квантових обчислювальних мереж, здатних вирішувати реальні завдання, такі як криптографія та оптимізація складних систем.