Naukowcy z Uniwersytetu Duke'a oraz firmy IonQ poinformowali o stworzeniu pierwszej w pełni rozproszonej sieci kwantowej z trzema węzłami opartych na indywidualnych atomowych kubitach, pisze Quantum Computing Report.
Specjaliści zdołali utworzyć tzw. stan splątany trójstronny (stan Greenbergera–Hornea–Zeilingera) pomiędzy trzema odległymi węzłami kwantowymi połączonymi kanałami fotonowymi.
Co się stało
Splątanie kwantowe pozwala kilku cząstkom pozostać połączonymi niezależnie od odległości między nimi. Zmiana stanu jednej cząstki natychmiast odbija się w stanie pozostałych, co sprawia, że ten efekt stanowi fundament przyszłych sieci kwantowych i internetu kwantowego.
Do tej pory naukowcy udowodnili już splątanie między dwoma odległymi węzłami kwantowymi, a nawet sieciami trzech węzłów na innych platformach fizycznych. Jednak to pierwszy raz, gdy taki wynik osiągnięto dla indywidualnych atomowych kubitów, które można niezależnie kontrolować, odczytywać i skalować w celu budowy systemów obliczeniowych.
Dlaczego to ważne
Głównym problemem komputerów kwantowych jest skalowanie. Budowa jednego dużego procesora kwantowego jest niezwykle trudna z powodu błędów i ograniczeń sprzętowych.
Dlatego wielu deweloperów stawia na architekturę modułową: zamiast jednego ogromnego komputera, tworzona jest sieć wielu węzłów kwantowych połączonych fotonami. To podejście przypomina rozwój klasycznego internetu, gdzie zasoby obliczeniowe są rozdzielane pomiędzy wiele serwerów.
Nowe doświadczenie było krokiem w dokładnie tym kierunku. Naukowcy pokazali, że indywidualne pamięci atomowe mogą tworzyć wspólny stan kwantowy poprzez połączenia fotonowe, zachowując jednocześnie wysoką dokładność operacji kwantowych.
Podczas eksperymentu naukowcy osiągnęli wierność splątanego stanu na poziomie 84–88% i, po raz pierwszy, zamknęli tzw. «lukę detekcyjną» dla w pełni rozproszonego stanu kwantowego multipartytowego. Dodatkowo wyniki potwierdziły naruszenie nierówności Mermina — jednego z kluczowych testów demonstrujących obecność prawdziwych korelacji kwantowych.
Krok w stronę internetu kwantowego
Praca kontynuuje serię badań zespołu IonQ w dziedzinie fotonowych połączeń kwantowych. Wcześniej specjaliści firmy wykazali splątanie między dwoma odległymi systemami jonowymi, a teraz rozszerzyli architekturę do trzech pełnoprawnych węzłów.
Chociaż technologia jest wciąż daleka od komercyjnego zastosowania, takie eksperymenty są uważane za ważne elementy budujące przyszłe rozproszone komputery kwantowe, bezpieczne sieci komunikacyjne i internet kwantowy.
Przypomnijmy, że w czerwcu Colt Technology Services i Ciena pomyślnie przetestowali transmisję danych z szyfrowaniem odpornym na kwanty między Nowym Jorkiem a Londynem.
Źródło: ForkLog
