Ingrid Fadelli , Phys.org

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSon tədqiqatda istifadə edilən Quantinuum H1 Kvant Emalı Birimi. Kredit: Quantinuum.

Kvant kompüterləri, kvant mexaniki təsirlərdən istifadə edərək məlumatları emal edən maşınlar bəzi optimallaşdırma tapşırıqları və hesablamalar üzrə klassik kompüterləri üstələyə bilər. Potensiallarına baxmayaraq, kvant kompüterlərinin səhvlərə meylli olduğu bilinir və onların hesablamalar aparmaq qabiliyyəti səs-küydən asanlıqla təsirlənir.

Beləliklə, kvant alimləri və mühəndisləri kvant kompüterlərinin məlumatı düzgün hesablayıb-hesablamadığını yoxlamaq üçün nəzərdə tutulmuş yoxlama protokolları, alətlər hazırlayırlar. İdeal olaraq, bu protokollar kriptoqrafik təhlükəsizliyi də təmin etməlidir , yəni kompüterlər tərəfindən emal edilən məlumatın zərərli istifadəçilər tərəfindən saxtalaşdırıla və ya dəyişdirilə bilməməsini təmin etməlidir.

Sorbonna Universiteti, Edinburq Universiteti və Quantinuum-un tədqiqatçıları bu yaxınlarda kvant kompüterləri üçün yeni çip üzərində kriptoqrafik cəhətdən təhlükəsiz yoxlama protokolunu təqdim etdilər. Physical Review Letters jurnalında dərc olunan məqalədə qeyd olunan yeni protokol Quantinuum-un H1-1 kvant prosessorunda uğurla tətbiq edilib.

“Bu layihə Sorbonna Universiteti, Edinburq Universitetindəki Quantum Software Lab və Quantinuum arasında əməkdaşlıq kimi başladı”, – məqalənin müəllifi Cica Gustiani Phys.org-a bildirib.

“Əksərimiz təhlükəsizlik və yoxlamaya zəmanət verən ölçmə əsaslı kvant hesablamaları və kriptoqrafik protokollar üzərində işləyən nəzəriyyəçilərik . İllərdir güclü nəzəri nəticələr əldə etmişik, ona görə də təbii ki, onların real aparatda necə performans göstərdiyini görmək istəyirdik və Quantinuum ilə əməkdaşlıq bunu həyata keçirmək üçün mükəmməl fürsət təqdim etdi.”

Cica nəzəri fizikdir , lakin illər ərzində o, nəzəriyyələri sınaqdan keçirilə bilən konsepsiyalara çevirmək üçün bir neçə eksperimentalistlə əməkdaşlıq etmişdir. Onun son tədqiqatının məqsədi kvant hesablama platformasında yeni yoxlama protokolunu sınaqdan keçirmək idi.

“Biz əvvəlcə protokolumuzun nəzəri tələblərini tərtib etdik, sonra onu Quantinuum-un H1-1 maşınına uyğunlaşdırdıq” dedi Cica. “Onların qapılarının və ölçmələrinin sədaqətindən və cihaza necə asanlıqla daxil olmağımızdan həqiqətən heyran oldum. Tələdəki 20 mövcud iondan ölçülmüş ionları təkrar istifadə etməklə biz onu gözlədiyimizdən daha da irəli apardıq – 52 qovşaq”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762940320&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-chip-cryptographic-protocol-quantum-results.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762940320233&bpp=1&bdt=196&idt=67&shv=r20251110&mjsv=m202511060101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762940156%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762940156%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762940156%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6994304494164&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2452&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095752%2C95376711%2C95377329%2C31095731%2C42533294%2C95376120&oid=2&pvsid=433800768136961&tmod=277370668&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=168

Real aparatda təhlükəsiz kvant yoxlaması

Komandanın son səylərinin əsas məqsədi kriptoqrafik cəhətdən təhlükəsiz və NISQ-ya uyğun olan yoxlama protokolunu hazırlamaq idi, yəni bu gün mövcud kvant hesablama sistemlərində uğurla tətbiq oluna bilər.

Quantinuum-un tədqiqatçısı və məqalənin həmmüəllifi Den Mills, “Quantinuum-un maşınları getdikcə böyüdükcə, onların nəticələrini klassik simulyasiyalarla müqayisə etməklə yoxlamaq qeyri-mümkün olur” dedi.

“Bu, şübhəsiz ki, Helios və QPU-larımızın sonrakı nəsilləri üçün aktual olacaq. Buna görə də, bizim və istifadəçilərimiz üçün nəticələrə inam səviyyəsinə zəmanət verə bilməyimiz vacibdir. Doğrulama bunu etmək üçün yaxşı qurulmuş bir yoldur, lakin indiyə qədər bu, nisbətən nəzəri və mücərrəd bir sahədir. Bu əməkdaşlıq procolke və procolpo inkişaf etdirmək üçün praktiki proqram təminatı arasında körpü yaratmaq məqsədi daşıyırdı. maşınlar.”

Son bir neçə il ərzində tədqiqatçılar kvant hesablamaları üçün müxtəlif yoxlama protokollarını təqdim etdilər. Bununla belə, bu həllərin əksəriyyəti sadəcə nəzəri xarakter daşıyırdı və mövcud kvant prosessorlarına tətbiq olunmur.

“Sadə dillə desək, biz kvant kompüterlərinin həqiqəti dediklərini sübut etməyə çalışdıq” dedi Cica. “Biz adətən iki cihaz arasında rabitə tələb edən kriptoqrafik doğrulama protokolunu götürdük və onu tamamilə bir çipdə işləməyə məcbur etdik. İdeya ondan ibarətdir ki, avadanlıq səs-küylü və ya qüsurlu olsa belə, o, hələ də daxili testlər və təsadüfilik vasitəsilə öz nəticələrini yoxlaya bilər.”

Keçmişdə tətbiq edilən digər protokollarla oxşarlığına baxmayaraq, komandanın yanaşması çip üzərində yoxlamanı təmin edən ilklərdən biridir. Bu, hesablamaları çarpaz yoxlamaq üçün digər xarici sistemlər və ya iki fərqli prosessor tələb edən digər mövcud alətlərdən tamamilə fərqlidir.

“Məsələn, Google-un bu yaxınlarda keçirdiyi Quantum Echoes təcrübəsi nəticələrin çarpaz yoxlanılması üçün iki ayrı kvant prosessoruna istinad etdi” dedi Cica. “Bu, güclü bir tutarlılıq testi olsa da, metodumuz bir addım da irəli gedir: cihaz ikinci maşına ehtiyac duymadan özünü yoxlayır.

“Bu, yalnız bu gün əldə etdiyimiz texnologiyadan istifadə edərək real vaxt rejimində öz nəticələrini təsdiq edə bilən kvant kompüterlərinə doğru bir addımdır.”Son tədqiqatda istifadə edilən Quantinuum H1 Kvant Emalı Birimi. Kredit: Quantinuum.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Protokolun arxasında duran əsas fikir

Cica və onun həmkarları tərəfindən hazırlanmış yoxlama yanaşması əvvəllər təqdim edilmiş protokola əsaslanır və bu protokol əvvəlcə müştəri-server konfiqurasiyasında yerləşdirilmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu, müştərinin (məsələn, Alice) öz kvant hesablamalarını daha güclü serverə (yəni, Bob) həvalə etmək istədiyi bir ssenaridir.

“İdeya ondan ibarətdir ki, Alice Boba ümumiyyətlə etibar etmək məcburiyyətində deyil. O, ona təlimatlar göndərir, lakin o, hesablamada təsadüfi “tələləri” də gizlədir” dedi Cica. “Bobun cavablarına baxaraq, o, daha sonra faktiki hesablamanın nə olduğunu açıqlamadan hesablamanı vicdanla yerinə yetirib-yetirmədiyini yoxlaya bilər.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar eyni ideyanı yoxlamanın birbaşa çip üzərində aparıldığı tamamilə fərqli bir ssenariyə tətbiq etdilər. Bu o deməkdir ki, kvant kompüterinin özü hesablamaları “etibarsız” serverə həvalə etmək əvəzinə “etibarsız” tərəf kimi qəbul edilir.

“Zərərli” davranış indi aparatın səs-küyündən və ya yanlış kalibrləmədən, başqa sözlə, cihazın qüsurlarından qaynaqlanır” dedi Cica. “Protokol test və hesablama işlərini təsadüfi qarışdırmaqla işləyir. Test sınaqlarından biz hesablama nəticələrinə etibar edib-etməməyimizə statistik qərar verə bilərik.”

Komandanın protokolunun ən diqqətəlayiq üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, real dünya şəraitində qurmaq çətin olan kvant şəbəkəsinə ehtiyacı aradan qaldırır. Bunun əvəzinə, o, orta dövrə ölçmələri, adaptiv əməliyyatlar və vahid kubitlər kimi fərdi prosessorların imkanlarına əsaslanır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1762940320&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-chip-cryptographic-protocol-quantum-results.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1762940320233&bpp=1&bdt=196&idt=91&shv=r20251110&mjsv=m202511060101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762940156%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1762940156%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1762940156%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=6994304494164&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=5414&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095752%2C95376711%2C95377329%2C31095731%2C42533294%2C95376120&oid=2&pvsid=433800768136961&tmod=277370668&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=169

Kvant prosessorunda ilk sınaq

Cica, Mills və onların həmkarları kriptoqrafik yoxlama protokolunun potensialını Quantinuum-da hazırlanmış kvant prosessoru olan H-1 tutmuş ion cihazında nümayiş etdirdilər.

“Biz testlər və real hesablamalar arasında təsadüfi olaraq növbə ilə protokolumuzu işlədik və nəticələri yoxlamaq üçün test turlarının məlumatlarından istifadə etdik” dedi Cica. “Biz həmçinin kiçik bir kalibrləmə mərhələsini – tək kubitli tomoqrafiyanı – bu xüsusi cihaz və qubitlərin sayı üçün yoxlanışımızda nə qədər əmin ola biləcəyimizi ölçmək üçün həyata keçirdik.”

Tədqiqatçılar öz protokolları ilə bu günə qədər ölçüyə əsaslanan ən böyük kvant hesablamasını (yəni, 52 dolaşıq kubit və ya qovşaqdan ibarət qrafik vəziyyəti) yoxlaya bildilər. Bu ümidverici nəticə onu göstərir ki, kvant kompüterlərinə hələ tam etibar etmək mümkün olmasa belə, bəzi üsullar onların hesablamalarının nəticələrinin düzgün olub-olmadığını etibarlı şəkildə müəyyən etməyə kömək edə bilər.

“Biz bugünkü texnologiyadan istifadə edərək, tam təsdiqlənmiş kvant hesablamasını real aparata gətirdik” dedi Cica. “Biz protokolu 52 qovşaqda genişləndirdik – bu günə qədər ən böyük təsdiqlənmiş ölçmə əsaslı kvant hesablaması – və kriptoqrafik cəhətdən ilhamlanmış yoxlamanın artıq yaxın müddətli cihazlarda işləyə biləcəyini göstərdik. Gələcəkdə, kvant kompüterləri klassik simulyasiyalarla çarpaz yoxlamaq üçün çox böyük olduqda, bu cür yerində sertifikatlaşdırma sizə həlledici nəticə olub-olmayacağını bilməyə imkan verir, çünki siz hesablamanın vacib olub-olmayacağını bilirsiniz. güvənilir.”

Protokol üçün növbəti addımlar

Cica və onun həmkarları tərəfindən hazırlanmış kriptoqrafik doğrulama protokolu tezliklə təkmilləşdirilə və daha da qiymətləndirilə bilər. Tədqiqatçılar indi protokolu xətaya dözümlü arxitekturalarla uyğunlaşdırmağa və onun daha real səs-küy modelləri ilə işləməsini təmin etməyə çalışırlar.

“Protokol artıq əksər kvant kanallarını əhatə edən və effektiv şəkildə simulyasiya edilə bilən çox ümumi bir fərziyyə – Markovian səs-küyü altında işləyir” dedi Cica. “Bununla belə, real cihazlar səhvlərin yaddaşa malik olduğu qeyri-Markovian effektləri də göstərə bilər və bu, bir çox açıq problemləri olan aktiv tədqiqat sahəsidir.”

Məqalə müəllifləri indi də inam sərhədlərini sərtləşdirməyə çalışırlar, çünki bu, onlara xüsusi səs-küy səviyyələrinin mövcudluğunda onların protokolu ilə etibarlı şəkildə yoxlanıla bilən qubitlərin və ya qovşaqların sayını təxmin etməyə imkan verəcəkdir. Onların uzunmüddətli məqsədi doğrulamanın asanlıqla genişləndirilməsini və müxtəlif aparat sistemlərinə uyğunlaşdırılmasını təmin etməkdir ki, bu da xətaya dözümlü və təhlükəsiz kvant hesablamalarına imkan verir.

Mills əlavə edib ki, “Bu layihə mövcud avadanlıqda icra oluna bilən yeni alətin maraqlı nümayişi olub”. “Quantinuum-da yol xəritəmizlə irəlilədikcə, biz bu alətləri cihazlarda mövcud olan yeni funksionallığa və istifadəçilərin yeni tələblərinə uyğunlaşdırmağa davam edəcəyik.

“Qeyd edək ki, biz hər bir yeni nəsil maşınla nasazlığa dözümlü qabiliyyətlərimizi inkişaf etdirməyə davam edirik. Bu yoxlama üsullarının xətaların aşkarlanması və düzəliş kodları ilə yanaşı istifadə edilməsinə uyğunlaşdırılması vacibdir və yeni problemlər dəsti təqdim edir, lakin biz bunu səbirsizliklə gözləyirik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Ətraflı məlumat: Cica Gustiani et al, Ion-Trap Kvant Emalı Birimi ilə On-Chip Verified Quantum Computation, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/jpms-v3kw .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network