Dvě laboratoře propojily vzdálené qubity bez přesného časování

Vlnovodem zároveň prochází nepřetržitý klasický budicí signál. Kombinace tohoto buzení a ztrát do vlnovodu následně systém sama stabilizuje v provázaném stavu. Experimentální uspořádání je označováno jako schéma koherentního kvantového absorbéru a má umožnit ustálené provázání nezávislé na vzdálenosti mezi qubity .

Na předchozí teoretickou práci skupiny navazovala studie publikovaná v roce 2024, která zkoumala odolnost tohoto řízeně-dissipativního mechanismu vůči ztrátám v chirálním vlnovodu .

ISTA: zdroj provázaných mikrovln

Skupina z ISTA vedená Johannesem Finkem zvolila odlišný postup. Josephsonův parametrický převodník vytvořil takzvaný dvoumódově stlačený mikrovlnný stav — spojitý zdroj korelovaných, navzájem provázaných fotonových polí .

Ke společné „kvantové lázni“ byly připojeny dva prostorově oddělené supravodivé transmonové qubity. Ty se díky interakci s tímto prostředím samy uvolnily do stacionárního, tedy časově ustáleného diskrétního provázaného stavu . Výsledky vyšly 13. července 2026 v časopise Physical Review X pod názvem Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir .

Hlavní rozdíl mezi oběma metodami je proto jednoduchý: UIUC využívá směrově řízené ztráty ve vlnovodu, zatímco ISTA přivádí k qubitům provázané mikrovlnné pole. V případě ISTA pochází část kvantových korelací přímo z prostředí a přenáší se do qubitů.

Experiment potvrdil dvě desetiletí starou teorii

Experiment ISTA potvrdil předpověď, podle níž mohou dva qubity připojené ke společnému zdroji korelovaného, takzvaně stlačeného světla dospět do ustáleného provázaného stavu pouze díky interakci s touto lázní — bez aktivního řízení a bez měření .

Teorie tento výsledek předpokládala za idealizovaných podmínek už před více než 20 lety. Tým ISTA jej nyní podle dostupných informací jako první uskutečnil experimentálně .

Zatím se přenese jen desetina dostupného provázání

Výsledek je významný především jako důkaz principu, nikoli jako hotová technologie. Metoda ISTA v současné podobě přenáší do qubitů přibližně 10 % provázání dostupného v kvantové lázni . Aktivně řízené postupy jsou zatím účinnější, autonomní řešení však může být z hlediska budoucího škálování jednodušší.

Co to může znamenat pro kvantové počítače

• Modulární kvantové počítače: Budoucí procesory by mohly být sestavené z více samostatných kvantových modulů. Autonomní stabilizace by mezi nimi mohla udržovat provázání bez neustálého provádění přesně načasovaných pulzů a opakovaných měření .
• Synchronizace vzdálených qubitů: ISTA uvádí, že jeho relativně jednoduchý přístup by bylo možné rozšířit na synchronizaci více vzdálených qubitů . Protože je provázaný zdroj k dispozici průběžně, nemusí se systém spoléhat pouze na náhodné načasování událostí.
• Průběžně dostupný zdroj: Ustálený stav může být k dispozici po celou dobu stabilizace, místo aby vznikl jen na krátký okamžik po jednorázové operaci. To by mohlo usnadnit jeho využití v dalších kvantových výpočtech nebo při korekci chyb .
• Základ pro kvantové sítě: Oba přístupy pracují se supravodivými qubity a mikrovlnnými fotony, tedy s prvky kompatibilními s významnou částí dnešního kvantového hardwaru. Do budoucna by optická rozhraní mohla propojit podobné moduly také přes optická vlákna .

Přenos účinnosti je zatím skromný a deset procent rozhodně nepředstavuje praktickou kvantovou síť. Koncepční posun je ale podstatný: disipace, která se obvykle chápe jako zdroj ztrát a dekoherence, může být navržena tak, aby provázání naopak vytvářela a udržovala. Pokud se podaří zvýšit účinnost a odolnost těchto systémů, mohly by podobné mechanismy sehrát důležitou roli v distribuovaných kvantových počítačích a budoucích kvantových sítích.