Օքսֆորդի համալսարանի հետազոտողները հաջողությամբ կապել են երկու քվանտային պրոցեսոր, նշելով կարևոր քայլ՝ մասշտաբային քվանտային համակարգիչների զարգացման գործում:
Օքսֆորդի համալսարանի գիտնականները քվանտային հաշվարկման ոլորտում զգալի առաջընթաց են գրանցել՝ ցույց տալով բաշխված քվանտային հաշվարկման առաջին դեպքը: Օգտագործելով ֆոտոնային ցանցային ինտերֆեյս, նրանք հաջողությամբ կապել են երկու առանձին քվանտային պրոցեսոր՝ արդյունավետորեն ստեղծելով մեկ, լիովին միացված համակարգիչ: Այս ձեռքբերումը հաղթահարում է քվանտային հաշվարկման հիմնական խոչընդոտներից մեկը՝ մասշտաբայնությունը, և բացում է հզոր քվանտային գերհամակարգիչներ կառուցելու նոր ուղիներ: Արդյունքները հրապարակվել են Nature-ի մեջ փետրվարի 5-ին, 2025 թվականին:
Բովանդակություն
- Մասշտաբայնության մարտահրավերը. քվանտային խոչընդոտ
- Լուծումը. բաշխված քվանտային հաշվարկում
- Ֆոտոնային ցանց. կապի բանալին
- Քվանտային տելեպորտացիա. փոխազդեցությունների ապահովում
- Գրովերի ալգորիթմ. հաջող ցուցադրում
- Ճանապարհը դեպի քվանտային գերհամակարգիչներ. ցանցի ընդլայնում
- Հետևանքներ և ապագա ուղղություններ. քվանտային հեղափոխություն
- Եզրակացություն. փոխակերպող առաջընթաց
Մասշտաբայնության մարտահրավերը. քվանտային խոչընդոտ
Իրականում հզոր, արդյունաբերականորեն խաթարող քվանտային համակարգիչ կառուցելու համար միլիոնավոր քուբիտներ են անհրաժեշտ: Այնուամենայնիվ, նման մեծ քուբիտների սարքավորումը հսկայական ինժեներական մարտահրավեր է ներկայացնում: Այս «մասշտաբայնության խնդիրը» զգալի խոչընդոտ է եղել գործնական համակարգիչների զարգացման գործում:
Լուծումը. բաշխված քվանտային հաշվարկում
Օքսֆորդի թիմի մոտեցումը հաղթահարում է այս մարտահրավերը՝ կապելով ավելի փոքր, կառավարելի քվանտային սարքեր միասին: Այս բաշխված ճարտարապետությունը թույլ է տալիս հաշվարկումները տարածել ցանցում, ինչպես աշխատում են դասական գերհամակարգիչները, և տեսականորեն սահմանափակում չկա, թե քանի պրոցեսոր կարելի է միացնել:
Ֆոտոնային ցանց. կապի բանալին
Հետազոտողները օգտագործում են ֆոտոնային ցանցային ինտերֆեյս՝ կցորդելու համար քվանտային պրոցեսորները: Ֆոտոնները (լույսի մասնիկները) իդեալական են քվանտային տեղեկատվություն փոխանցելու համար՝ իրենց հակահամգործության շնորհիվ աղմուկի և միջամտության նկատմամբ, իսկ օպտիկական մանրաթելերը հեշտացնում են տվյալների փոխանակումը մոդուլների միջև:
Քվանտային տելեպորտացիա. փոխազդեցությունների ապահովում
Ֆոտոնային կապերը թույլ են տալիս, որ առանձին մոդուլներում գտնվող քուբիտները խճճվեն: Այս խճճվածությունը, միասին քվանտային տելեպորտացիայի, հնարավորություն է տալիս իրականացնել քվանտային տրամաբանական գործողություններ մոդուլների միջև: Թեև քվանտային տելեպորտացիան վաղուց հասանելի է եղել, այս փուլը առաջին անգամ ներկայացնում է տրամաբանական դարպասների քվանտային տելեպորտացիա՝ ցանցային կապի միջոցով:
Գրովերի ալգորիթմ. հաջող ցուցադրում
Թիմը ցուցաբերել է իրենց բաշխված համակարգի արդյունավետությունը՝ գործարկելով Գրովերի որոնման ալգորիթմը, որը կարող է շատ արագ որոնել չկառուցված տվյալների բազմություններ՝ օգտագործելով քվանտային սուպերպոզիցիա և խճճվածություն:
Ճանապարհը դեպի քվանտային գերհամակարգիչներ. ցանցի ընդլայնում
Այս ցուցադրումը կարևոր քայլ է լայնածավալ, անսխալ քվանտային համակարգիչներ ստեղծելու գործում: Երկու պրոցեսորի միացումը հիմք է դնում համակարգի ընդլայնմանը՝ ներառելով ավելի շատ մոդուլներ՝ ստանալու ամբողջական քվանտային հաշվարկման ներուժը:
Հետևանքներ և ապագա ուղղություններ. քվանտային հեղափոխություն
Այս ձեռքբերումը խորը հետևանքներ ունի տարբեր ոլորտների համար: Դեղերի հայտնաբերումից և նյութագիտությունից մինչև կրիպտոգրաֆիա և արհեստական ինտելեկտ, բաշխված քվանտային հաշվարկումը ունեն կարողություն հեղափոխել արդյունաբերությունները, թեև դեռ կան մարտահրավերներ՝ ենթակառուցվածքի զարգացումը և պահպանումը:
Եզրակացություն. փոխակերպող առաջընթաց
Բաշխված քվանտային հաշվարկման հաջող ցուցադրումը անկեղծ փոխակերպող ձեռքբերում է, որը նշանակալից է լայնածավալ, գործնական քվանտային համակարգիչներ ստեղծելու ձգտմանը, բացելով նոր դարաշրջան գիտական հայտնագործությունների և տեխնոլոգիական նորարարության ոլորտում: