Dwa zespoły splątały odległe kubity bez precyzyjnego taktowania

Połączenie napędu i kierunkowej utraty energii stabilizuje splątanie bez potrzeby aktywnego sterowania każdym etapem procesu. Badacze opisują tę konfigurację jako schemat spójnego absorbera kwantowego, pozwalający uzyskać splątanie odległych kubitów w stanie ustalonym, niezależnie od odległości .

Wcześniejsze prace teoretyczne tej grupy analizowały również odporność takiego napędzanego dyssypacyjnie splątania na straty w chiralnym falowodzie kwantowej elektrodynamiki .

ISTA: rezerwuar ze splątanych fotonów mikrofalowych

Zespół Johannesa Finka z ISTA obrał inną drogę. Naukowcy użyli dwumodowego ściśniętego rezerwuaru fotonów mikrofalowych, wytwarzanego przez konwerter parametryczny Josephsona. Jest to ciągły, gaussowski stan splątanych pól mikrofalowych.

Dwa przestrzennie oddzielone nadprzewodzące kubity typu transmon sprzężono ze wspólnym rezerwuarem. W wyniku tego oddziaływania kubity samoczynnie relaksują do stacjonarnego, dyskretnego stanu splątanego . Wyniki opublikowano 13 lipca 2026 roku w czasopiśmie Physical Review X w artykule „Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir” .

Najważniejsza różnica: UIUC wykorzystuje kierunkową dyssypację w falowodzie, natomiast ISTA dostarcza kubitom splątanie już obecne w rezerwuarze — źródle skorelowanych fotonów.

Eksperyment ISTA potwierdził teorię sprzed ponad 20 lat

Doświadczenie zespołu z Austrii potwierdziło przewidywanie teoretyczne sformułowane ponad dwie dekady temu: dwa kubity sprzężone ze wspólnym źródłem skorelowanego, ściśniętego światła mogą zostać doprowadzone do stacjonarnego stanu splątanego wyłącznie poprzez oddziaływanie z takim rezerwuarem — bez aktywnego sterowania i bez pomiarów .

Wcześniej pomysł ten rozważano głównie w warunkach idealizowanych. Zespół ISTA jako pierwszy zrealizował go eksperymentalnie .

Na razie do kubitów trafia około 10% splątania

Rozwiązanie ISTA jest jeszcze demonstratorem koncepcji. Naukowcy podają, że obecnie przekazuje kubitom około 10% splątania dostępnego w rezerwuarze . Metody wykorzystujące aktywne sterowanie pozostają wydajniejsze, ale autonomiczny charakter eksperymentu może ułatwić budowę większych układów .

Co to oznacza dla komputerów kwantowych?

Oba wyniki wskazują na możliwą drogę do budowy komputerów kwantowych złożonych z wielu połączonych modułów.

• Komputery modułowe: splątanie można rozprowadzać między fizycznie oddzielonymi modułami bez narzutu związanego z precyzyjnym taktowaniem impulsów i wielokrotnym wykonywaniem pomiarów. To ważny warunek skalowania procesorów poza pojedynczy układ scalony .
• Synchronizacja wielu kubitów: zespół ISTA podkreśla, że jego metoda jest stosunkowo prosta i może zostać rozszerzona tak, aby synchronizować wiele odległych kubitów . Ponieważ splątany rezerwuar jest stale dostępny, połączenie nie musi zależeć od przypadkowego zbiegu zdarzeń .
• Stabilniejsze zasoby: ciągłe podtrzymywanie stanu splątanego może sprawić, że pozostanie on dostępny dłużej niż naturalny czas koherencji kubitów — jako zasób do dalszych obliczeń kwantowych lub korekcji błędów .
• Zalążek sieci kwantowych: oba podejścia korzystają z nadprzewodzących kubitów i fotonów mikrofalowych, czyli technologii zgodnych z obecnymi platformami obliczeń kwantowych. W przyszłości interfejsy fotonów optycznych mogłyby umożliwić łączenie takich modułów światłowodami .

Wydajność pozostaje jednak ograniczona — w eksperymencie ISTA przekazano zaledwie około 10% splątania rezerwuaru. Przełom polega dziś przede wszystkim na czymś innym: na pokazaniu, że odległe kubity mogą utrzymywać splątanie w sposób ciągły i autonomiczny, bez konieczności ustawiania każdego impulsu co do najdrobniejszego szczegółu. Jeśli naukowcom uda się zwiększyć sprawność transferu, takie rezerwuary mogą stać się jednym z fundamentów rozproszonych komputerów i sieci kwantowych.