UIUC dan ISTA capai keterikatan keadaan mantap antara qubit jauh tanpa kawalan masa tepat

Denyutan klasik berterusan dihantar melalui pandu gelombang tersebut. Gabungan antara pemacuan ini dan pelesapan tenaga ke dalam pandu gelombang kemudiannya menstabilkan keterikatan antara qubit secara autonomi. Pasukan itu merujuk kaedah ini sebagai skema penyerap kuantum koheren, yang menghasilkan keterikatan keadaan mantap antara qubit jauh tanpa bergantung pada jarak .

Kerja teori terdahulu daripada kumpulan yang sama, diterbitkan dalam Physical Review Research pada 2024, turut mengkaji ketahanan skema keterikatan dipacu-pelesapan ini terhadap kehilangan dalam elektrodinamik kuantum pandu gelombang kiral .

Pendekatan ISTA: takungan foton gelombang mikro yang sudah terikat

Pasukan ISTA yang diketuai Johannes Fink pula menggunakan takungan foton gelombang mikro dua mod yang terperah. Takungan ini dijana oleh penukar parametrik Josephson dan menghasilkan keadaan terikat berterusan atau Gaussian dalam medan gelombang mikro yang merambat .

Dua qubit transmon superkonduktor yang terpisah secara fizikal disambungkan kepada takungan bersama itu. Melalui interaksi berterusan dengan takungan tersebut, qubit akhirnya mengendur sendiri ke dalam keadaan terikat diskret yang kekal atau stasioner .

Keputusan ini diterbitkan pada 13 Julai 2026 dalam Physical Review X di bawah tajuk “Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir” .

Perbezaan utamanya: UIUC bergantung pada pelesapan berarah dalam pandu gelombang, manakala ISTA menggunakan takungan bukan setempat yang sememangnya mengandungi korelasi kuantum. Dalam kaedah ISTA, sebahagian keterikatan daripada takungan cahaya itu dipindahkan kepada qubit.

Ramalan teori berusia lebih 20 tahun akhirnya diuji

Eksperimen ISTA mengesahkan ramalan teori yang mula dicadangkan lebih dua dekad lalu: dua qubit yang digandingkan kepada sumber cahaya terperah dan saling berkorelasi boleh dipacu ke keadaan terikat yang stabil hanya melalui interaksi dengan takungan tersebut — tanpa kawalan aktif atau pengukuran .

Ramalan itu sebelum ini dikaji dalam keadaan ideal melalui teori. Eksperimen ISTA menjadi demonstrasi pertama yang merealisasikan idea tersebut dalam makmal .

Baru 10% keterikatan takungan berjaya dipindahkan

Buat masa ini, kaedah ISTA memindahkan kira-kira 10% daripada keterikatan yang tersedia dalam takungan kepada qubit . Para penyelidik menegaskan bahawa sistem itu masih merupakan prototaip bukti konsep.

Kaedah yang menggunakan kawalan aktif masih lebih cekap, tetapi kelebihan utama pendekatan ISTA ialah sifatnya yang autonomi. Sistem tidak perlu menunggu gabungan masa yang tepat atau proses pengukuran berulang untuk menghasilkan hubungan terikat.

Apa maknanya untuk komputer kuantum?

Hasil daripada kedua-dua kumpulan ini membuka beberapa kemungkinan penting:

• Pengkomputeran kuantum modular: Pemproses kuantum pada masa hadapan mungkin dibina daripada beberapa modul fizikal yang dihubungkan melalui keterikatan. Kaedah ini menawarkan cara untuk mengagihkan keterikatan antara modul tanpa beban denyutan bermasa tepat atau pengukuran berulang .

• Penyegerakan banyak qubit jauh: Pasukan ISTA menyatakan bahawa pendekatan mereka agak mudah dan berpotensi diperluas untuk menyegerakkan banyak qubit yang berjauhan . Oleh sebab takungan terikat itu sentiasa tersedia, qubit boleh dihubungkan apabila diperlukan, bukan hanya apabila kebetulan kebarangkalian berlaku .

• Sumber untuk pembetulan ralat: Penstabilan berterusan boleh membantu mengekalkan keadaan terikat lebih lama berbanding tempoh koheren semula jadi qubit. Ini berpotensi menjadikan keterikatan sentiasa tersedia untuk pemprosesan kuantum atau pembetulan ralat .

• Asas rangkaian kuantum: Kedua-dua pendekatan menggunakan qubit superkonduktor dan foton gelombang mikro, yang serasi dengan perkakasan komputer kuantum sedia ada. Pada masa akan datang, antara muka foton optik berpotensi menghubungkan modul melalui gentian optik .

Kecekapan semasa masih sederhana — eksperimen ISTA hanya memindahkan sekitar 10% keterikatan takungan. Namun, idea bahawa keterikatan antara qubit jauh boleh kekal stabil secara automatik, tanpa keperluan menyelaras setiap denyutan dengan tepat, merupakan perubahan konsep yang besar.

Jika kecekapan dapat dipertingkatkan, pendekatan seperti ini berpotensi menjadi asas kepada komputer kuantum teragih dan rangkaian kuantum yang lebih mudah diskalakan.