Эксперты впервые создали трехстороннюю запутанность удаленных атомных кубитов в квантовой сети: прорыв к модульным вычислениям
Investigadores de la Universidad de Duke y la empresa IonQ han dado un paso importante en el desarrollo de tecnologías cuánticas, demostrando por primera vez una red cuántica completamente distribuida de tres nodos basada en qubits atómicos individuales. En el experimento, los especialistas lograron formar el llamado estado entrelazado tripartito (estado Greenberger-Horne-Zeilinger) entre tres nodos cuánticos remotos, conectados mediante canales fotónicos.
Esencia del experimento
El entrelazamiento cuántico es un fenómeno en el que el cambio de estado de una partícula se refleja instantáneamente en el estado de otras, independientemente de la distancia entre ellas. Anteriormente, los científicos ya habían demostrado el entrelazamiento entre dos nodos remotos, así como redes de tres nodos en otras plataformas, pero es la primera vez que se logra un resultado similar específicamente con qubits atómicos individuales. Estos qubits pueden controlarse, leerse y escalarse de forma independiente, lo que abre el camino para la creación de sistemas informáticos complejos.
Por qué es importante para la industria
El principal problema de las computadoras cuánticas modernas es la escalabilidad. Crear un único procesador cuántico grande conlleva enormes dificultades debido a errores y limitaciones del equipo. Muchos desarrolladores apuestan por una arquitectura modular: en lugar de una computadora gigante, se construye una red de múltiples nodos cuánticos conectados por fotones. Este enfoque recuerda el desarrollo de Internet clásico, donde los recursos informáticos se distribuyen entre servidores.
En el experimento, los investigadores lograron una fidelidad del estado entrelazado del 84–88% y cerraron por primera vez la llamada "brecha de detección" para un estado cuántico multicomponente completamente distribuido. Los resultados también confirmaron la violación de la desigualdad de Mermin, una de las pruebas clave que demuestra la existencia de auténticas correlaciones cuánticas.
Camino hacia el Internet cuántico
Este trabajo continúa una serie de investigaciones del equipo de IonQ en el ámbito de las conexiones cuánticas fotónicas. Anteriormente, los especialistas de la empresa demostraron el entrelazamiento entre dos sistemas iónicos remotos, y ahora han ampliado la arquitectura a tres nodos completos. Aunque la tecnología aún está lejos de una aplicación comercial, estos experimentos son bloques de construcción críticamente importantes para futuras computadoras cuánticas distribuidas, redes de comunicación seguras y el Internet cuántico.
Mi opinión experta: Este avance confirma que el enfoque modular para la computación cuántica se está convirtiendo en una realidad. Para la industria criptográfica, esto significa que, en un horizonte de 5 a 10 años, las redes resistentes a la computación cuántica y la protección de datos podrían convertirse en un estándar, no en una fantasía. Sin embargo, aún queda un largo camino para el hackeo práctico de los sistemas criptográficos existentes: los resultados actuales demuestran solo principios fundamentales, no soluciones listas para usar.