I ricercatori della Duke University e della società IonQ hanno riportato la creazione della prima rete quantistica completamente distribuita a tre nodi basata su qubit atomici individuali, scrive Quantum Computing Report.
Gli specialisti sono riusciti a formare un cosiddetto stato entangled tripartito (stato di Greenberger–Horne–Zeilinger) tra tre nodi quantistici remoti collegati da canali fotonici.
Cosa è successo
L'entanglement quantistico consente a diverse particelle di rimanere collegate indipendentemente dalla distanza tra di esse. Un cambiamento nello stato di una particella si riflette istantaneamente nello stato delle altre, il che rende questo effetto la base delle future reti quantistiche e di internet quantistico.
Fino ad ora, gli scienziati avevano già dimostrato l'entanglement tra due nodi quantistici remoti e persino reti a tre nodi su altre piattaforme fisiche. Tuttavia, questa è la prima volta che un risultato del genere è stato raggiunto per qubit atomici individuali, che possono essere controllati, letti e scalati in modo indipendente per costruire sistemi di calcolo.
Perché è importante
Il principale problema dei computer quantistici è la scalabilità. Costruire un singolo grande processore quantistico è estremamente difficile a causa di errori e limitazioni hardware.
Ecco perché molti sviluppatori puntano su un'architettura modulare: invece di un enorme computer, viene creata una rete di molti nodi quantistici collegati da fotoni. Questo approccio assomiglia allo sviluppo di internet classico, dove le risorse di calcolo sono distribuite tra molti server.
Il nuovo esperimento è stato un passo esattamente in questa direzione. I ricercatori hanno dimostrato che le memorie atomiche individuali possono formare uno stato quantistico condiviso attraverso connessioni fotoniche mantenendo un'alta precisione delle operazioni quantistiche.
Durante l'esperimento, gli scienziati hanno raggiunto una fedeltà dello stato intrecciato dell'84–88% e, per la prima volta, hanno chiuso il cosiddetto «detection loophole» per uno stato quantistico multipartito completamente distribuito. Inoltre, i risultati hanno confermato una violazione dell'ineguaglianza di Mermin — uno dei test chiave che dimostrano la presenza di genuine correlazioni quantistiche.
Un passo verso l'internet quantistico
Il lavoro continua la serie di studi del team di IonQ nel campo delle connessioni quantistiche fotoniche. In precedenza, gli specialisti dell'azienda hanno dimostrato l'intreccio tra due sistemi ionici remoti, e ora hanno ampliato l'architettura a tre nodi a pieno titolo.
Sebbene la tecnologia sia ancora lontana dall'uso commerciale, tali esperimenti sono considerati importanti mattoni per i futuri computer quantistici distribuiti, reti di comunicazione sicure e l'internet quantistico.
Ricordiamo che a giugno Colt Technology Services e Ciena hanno testato con successo la trasmissione di dati con crittografia resistente ai quanti tra New York e Londra.
Fonte: ForkLog
