Эксклюзив: Ученые впервые создали трехстороннюю квантовую запутанность на удаленных атомных кубитах — прорыв к модульному квантовому интернету
Мир квантовых вычислений совершил значительный шаг вперед. Команда исследователей из Университета Дьюка и компании IonQ объявила о создании первой в своем роде полностью распределенной трехузловой квантовой сети, основанной на отдельных атомных кубитах. Это достижение знаменует собой переход от двусторонних экспериментов к более сложным, масштабируемым архитектурам.
Суть эксперимента: GHZ-состояние на трех узлах
Специалистам удалось сформировать так называемое трехстороннее запутанное состояние, известное как состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера (GHZ), между тремя удаленными квантовыми узлами. Эти узлы были связаны между собой фотонными каналами, что является ключевым элементом для построения распределенных квантовых систем. Ранее демонстрация запутанности между двумя удаленными узлами была уже рутинной задачей, но достижение трехсторонней связи на атомных кубитах — это принципиально новый уровень сложности.
Почему это прорыв: Масштабирование и точность
Главная проблема современных квантовых компьютеров — это масштабирование. Построить один гигантский процессор без ошибок практически невозможно. Поэтому индустрия движется к модульной архитектуре, где вычислительные ресурсы распределены между множеством квантовых узлов, соединенных фотонами. Этот эксперимент — прямое доказательство жизнеспособности такого подхода.
Ученые продемонстрировали, что отдельные атомные памяти могут формировать общее квантовое состояние через фотонные соединения, сохраняя при этом высокую точность операций. В ходе эксперимента достоверность (fidelity) запутанного состояния составила впечатляющие 84–88%. Более того, впервые удалось закрыть так называемую «лазейку детектирования» для полностью распределенного многокомпонентного квантового состояния. Результаты также подтвердили нарушение неравенства Мермина — одного из ключевых тестов, доказывающих наличие подлинных квантовых корреляций, а не классических.
Шаг к квантовому интернету
Эта работа продолжает серию исследований IonQ в области фотонных квантовых соединений. Ранее компания демонстрировала запутанность между двумя удаленными ионными системами, а теперь расширила архитектуру до трех полноценных узлов. Хотя технология еще далека от коммерческого применения, такие эксперименты являются критически важными строительными блоками для будущих распределенных квантовых компьютеров, защищенных коммуникационных сетей и, в конечном итоге, квантового интернета.
Мнение эксперта: Это достижение — не просто лабораторный курьез. Оно демонстрирует, что модульная архитектура, основанная на атомных кубитах, может быть масштабирована без потери квантовой когерентности. Для криптовалютного мира это означает, что угроза квантового взлома текущих алгоритмов шифрования (например, ECDSA) становится не просто теоретической, а все более осязаемой. С каждым таким шагом необходимость внедрения постквантовой криптографии в блокчейн-проекты становится все более насущной.