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Quantenchip erzeugt Verschränkung über sechs Schwingungsmoden
Für die Erzeugung verschränkter Zustände meldete das Team Fidelitäten von 0,912 bei zwei, 0,790 bei vier und 0,570 bei sechs Moden. Der Hybridchip kombinierte HBAR Resonatoren mit supraleitenden Qubits und einem abstimmbaren Koppler.
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Forschungsantwort
Wichtige Erkenntnisse
- Für die Erzeugung verschränkter Zustände meldete das Team Fidelitäten von 0,912 bei zwei, 0,790 bei vier und 0,570 bei sechs Moden.
- Der Hybridchip kombinierte HBAR Resonatoren mit supraleitenden Qubits und einem abstimmbaren Koppler.
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openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the October 2026 post report about the International Quantum Academy in Shenzhen’s work led by Tan Dian under Yu Dapeng, published. Article summary: The October reports described the deterministic preparation of entangled phonon states involving two, four and six mechanical modes, followed by transfer of two- and four-mode entangled states between separate HBAR reson. Topic tags: general, academic, education, general web, government. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks
Ein Forschungsteam um Dian Tan von der International Quantum Academy in Shenzhen hat verschränkte Phononenzustände über zwei, vier und sechs mechanische Moden hinweg erzeugt. Außerdem übertrug es Zwei- und Vier-Moden-Zustände zwischen zwei getrennten akustischen Resonatoren. Zum Einsatz kam ein Hybridchip mit sogenannten HBAR-Resonatoren und supraleitenden Schaltkreisen. Das Ergebnis zeigt einen möglichen Weg, Quanteninformation mithilfe mechanischer Schwingungen zu verteilen – ein einsatzfähiges Quantennetzwerk ist damit jedoch noch nicht demonstriert. 10
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Was das Experiment gezeigt hat
Der Chip vereinte zwei HBARs, supraleitende Qubits und einen abstimmbaren Koppler. Durch die gezielte Auslegung der akustischen Moden und ihrer Kopplung an die Qubits konnte ein Qubit mit mehreren mechanischen Moden wechselwirken. Die Arbeit entstand unter der Leitung von Tans Gruppe und Yu Dapeng; zu den genannten Mitwirkenden zählt Eric Lutz von der Universität Stuttgart. 10
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Für die Erzeugung der verschränkten Zustände meldete das Team Fidelitäten von 0,912 bei zwei Moden, 0,790 bei vier Moden und 0,570 bei sechs Moden. Bei der Übertragung zwischen Resonatoren betrugen die berichteten Fidelitäten 0,785 für zwei Moden und 0,601 für vier Moden. 31
Die Fidelität beschreibt, wie gut der gemessene Zustand mit dem vorgesehenen Zustand übereinstimmt. Sie ist nicht einfach die Wahrscheinlichkeit, dass ein Vorgang „funktioniert“ hat. Die niedrigeren Werte bei größeren Zuständen und bei der Übertragung zeigen, dass diese Experimente weniger genau waren. Aus den Zahlen allein lässt sich aber nicht ablesen, welche Fehlerquellen dafür ausschlaggebend waren oder wie sich die Leistung bei einem größeren System verändern würde.
Was Phononen und HBARs interessant macht
Ein Phonon ist ein Quant mechanischer Schwingung in einem Festkörper. In der Quantenakustik können solche Schwingungsmoden Quanteninformation tragen. HBARs – hochfrequente Volumenakustik-Resonatoren – bieten mehrere akustische Moden in einem integrierbaren Resonator. Berichten zur Studie zufolge sind diese Moden langlebig und für die Integration auf einem Chip geeignet. 10
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Die Verschränkung innerhalb eines einzelnen Resonators war nicht das einzige Ziel: Das Team wollte auch zeigen, dass sich ein solcher Zustand zwischen zwei Resonatoren übertragen lässt. „Echte“ Mehrteilchenverschränkung bedeutet hier, dass die quantenmechanischen Korrelationen zum gesamten Verbund der Moden gehören und sich nicht auf voneinander unabhängige, kleinere verschränkte Gruppen reduzieren lassen. Wird ein solcher Zustand zwischen getrennten Resonatoren übertragen, wird geprüft, ob sich diese Ressource zwischen verschiedenen Quantensystemen verteilen lässt. 40
Aufbau auf früherer Quantenakustik-Forschung
Die Arbeit ist nicht der erste Nachweis mechanischer Verschränkung. Eine 2025 veröffentlichte Studie beschrieb bereits Mehrphononenverschränkung und deren tomografische Analyse mit zwei Oberflächenwellen-Resonatoren auf getrennten Substraten, die jeweils mit einem supraleitenden Qubit verbunden waren. 2
Die Shenzhen-Studie erweitert diese Forschungsrichtung: Sie erzeugte Zustände über bis zu sechs akustische Moden hinweg und übertrug Zwei- und Vier-Moden-Zustände zwischen HBAR-Resonatoren auf einem Hybridchip. 31
40 Dafür müssen mehrere Moden kontrolliert werden, während der fragile Quantenzustand bei Vorbereitung, Übertragung und Messung erhalten bleibt. Die Fidelitätswerte machen diese Herausforderung sichtbar, belegen aber für sich genommen keine bestimmte Ursache für den Rückgang bei steigender Modenzahl.
Charakterisierung und offene Fragen
Ein Bericht des Shenzhen-Instituts beschreibt eine Tomografiemethode für Mehrmoden-Phononenzustände, bei der zwei supraleitende Qubits wiederverwendet wurden. Der Bericht bezeichnet die Untersuchung als bislang umfangreichste experimentelle Charakterisierung eines Mehrmoden-Phononenzustands auf einer Quantenakustik-Plattform. Das ist die Einordnung des Berichts; anhand des hier verfügbaren Publikationseintrags lässt sich dieser Superlativ nicht unabhängig überprüfen. 10
Der Publikationseintrag bestätigt den Titel der Arbeit, ihr Erscheinen 2026 in Science und den DOI. 13 Berichte nennen Tan, Yu Dapeng und den Mitautor Eric Lutz. Die verfügbaren Angaben belegen jedoch weder Tobias Kippenbergs konkrete Rolle noch eine vollständige, verifizierte Liste der beteiligten Institutionen. Auch beim Datum der Veröffentlichung der Meldung gibt es unterschiedliche Angaben: genannt werden der 15. und der 16. Oktober.
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Der Versuch schafft eine Grundlage, um modulare phononenbasierte Quantensysteme zu erforschen. In einer solchen Architektur könnten Resonatoren Quanteninformation speichern, während supraleitende Schaltkreise ihren Austausch steuern. Die Demonstration mit zwei Resonatoren belegt aber noch kein skalierbares Netzwerk. Größere Systeme und ihre Leistungsfähigkeit müssen erst noch gezeigt werden. 10
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Die Leute fragen auch
Wie lautet die kurze Antwort auf „Quantenchip erzeugt Verschränkung über sechs Schwingungsmoden“?
Für die Erzeugung verschränkter Zustände meldete das Team Fidelitäten von 0,912 bei zwei, 0,790 bei vier und 0,570 bei sechs Moden.
Was sind die wichtigsten Punkte, die zuerst validiert werden müssen?
Für die Erzeugung verschränkter Zustände meldete das Team Fidelitäten von 0,912 bei zwei, 0,790 bei vier und 0,570 bei sechs Moden. Der Hybridchip kombinierte HBAR Resonatoren mit supraleitenden Qubits und einem abstimmbaren Koppler.
Quellen
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epfl.chPublications ‒ K-Lab - EPFL
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163.com我国科学家在量子声学领域取得实验进展，实现跨HBAR多模式真纠缠声子态传输
nature.comDeterministic multi-phonon entanglement between two mechanical resonators on separate substrates - Nature Communications