Twee onderzoeksteams maken stabiele verstrengeling tussen verre qubits mogelijk zonder timingpulsen

De combinatie van dit signaal en het verlies van excitatie in de golfgeleider stabiliseert de verstrengeling automatisch. De onderzoekers beschrijven hun aanpak als een coherent quantum-absorber-systeem dat stationaire verstrengeling over een afstand mogelijk maakt zonder dat de afstand zelf de oplossing fundamenteel beperkt .

Eerder theoretisch werk van dezelfde onderzoekslijn onderzocht bovendien hoe robuust zo’n gedwongen-dissipatief systeem blijft wanneer er verlies optreedt in de chirale golfgeleider .

ISTA: een reservoir van verstrengelde microgolven

Het ISTA-team, onder leiding van Johannes Fink, kiest een andere aanpak. De onderzoekers gebruiken een two-mode-squeezed reservoir: een bron van verstrengelde microgolfvelden die wordt opgewekt met een Josephson-parametrische omzetter .

Dit reservoir bestaat uit voortplantende fotonen met onderlinge kwantumcorrelaties. Twee ruimtelijk gescheiden supergeleidende transmon-qubits worden eraan gekoppeld. Door hun interactie met het reservoir ontspannen de qubits vanzelf naar een stationaire, discrete verstrengelde toestand .

De resultaten verschenen op 13 juli 2026 in Physical Review X onder de titel “Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir” .

Het belangrijkste verschil: UIUC gebruikt directionele dissipatie in een golfgeleider, terwijl ISTA een niet-lokaal, van zichzelf al verstrengeld microgolfreservoir inzet. Bij ISTA wordt de verstrengeling dus als het ware vanuit het kwantumbad aan de qubits doorgegeven.

Een voorspelling van ruim twintig jaar geleden bevestigd

Het ISTA-experiment bevestigde een theoretisch idee dat al meer dan twintig jaar geleden werd voorgesteld: twee qubits kunnen naar een stationaire verstrengelde toestand worden gedreven door ze te koppelen aan een gemeenschappelijke bron van gecorreleerd, ‘gesqueezed’ licht — zonder actieve besturing of metingen .

Die voorspelling was eerder vooral onder ideale omstandigheden uitgewerkt. Het ISTA-team realiseerde het beschreven mechanisme volgens de onderzoekers voor het eerst experimenteel .

Voorlopig wordt ongeveer 10 procent overgedragen

De demonstratie is nog geen efficiënte eindoplossing. Het ISTA-team meldt dat momenteel ongeveer 10 procent van de beschikbare verstrengeling in het kwantumbad bij de qubits terechtkomt .

De onderzoekers benadrukken dat het om een proof-of-concept-prototype gaat. Methodes met actieve besturing kunnen op dit moment meer verstrengeling produceren. De winst van deze aanpak zit vooral in het autonome karakter: de verstrengelde toestand hoeft niet steeds met nauwkeurige timing opnieuw te worden opgebouwd .

Waarom dit belangrijk kan zijn voor kwantumcomputers

Modulaire kwantumcomputers

Toekomstige kwantumcomputers bestaan mogelijk uit meerdere afzonderlijke modules in plaats van één steeds groter wordende chip. Die modules moeten verstrengeling kunnen delen om samen berekeningen uit te voeren.

De methodes van UIUC en ISTA bieden daarvoor een mogelijke route zonder de extra belasting van nauwkeurig getimede pulsen, herhaalde metingen en feedbacklussen . Dat kan vooral relevant worden wanneer het aantal qubits en modules sterk toeneemt.

Meerdere verre qubits synchroniseren

ISTA stelt expliciet dat de methode relatief eenvoudig is en kan worden opgeschaald om meerdere verre qubits te synchroniseren . Omdat het verstrengelde reservoir voortdurend beschikbaar is, kan de verbinding op afroep ontstaan in plaats van alleen na een toevallige, probabilistische samenloop .

Een stabielere bron voor verdere verwerking

Doordat de verstrengeling continu wordt gestabiliseerd, blijft ze beschikbaar als hulpbron voor verdere kwantumverwerking of foutcorrectie . Dat betekent niet dat alle technische problemen rond kwantumfouten zijn opgelost, maar wel dat de verstrengelde toestand niet uitsluitend afhankelijk is van één kortstondige controlehandeling.

Een mogelijke basis voor kwantumnetwerken

Beide experimenten zijn gebaseerd op supergeleidende qubits en microgolffotonen, technologieën die aansluiten bij bestaande platforms voor kwantumcomputing. Op langere termijn zouden optische interfaces zulke modules mogelijk via glasvezel met elkaar kunnen verbinden .

De directe efficiëntie blijft voorlopig bescheiden — in het ISTA-experiment werd circa 10 procent van de beschikbare verstrengeling overgedragen. Toch is het principe belangrijk: een zorgvuldig ontworpen omgeving kan niet alleen kwantuminformatie verstoren, maar ook helpen om verstrengeling automatisch te creëren en vast te houden. Als de efficiëntie verder verbetert, kan deze aanpak een bouwsteen worden voor gedistribueerde kwantumcomputers en kwantumnetwerken die minder afhankelijk zijn van perfecte timing.