Distanserade kvantbitar kan nu förbli sammanflätade – nästan av sig själva

Samspelet mellan drivningen och den riktade dissiperingen i vågledaren gör att qubitarna på egen hand stabiliseras i ett sammanflätat tillstånd. Forskarna beskriver upplägget som ett system med en koherent kvantabsorbator och rapporterar stationär fjärrsammanflätning som inte beror på avståndet .

Tidigare teoretiskt arbete från samma forskargrupp, publicerat i Physical Review Research 2024, undersökte dessutom hur väl den driven-dissipativa sammanflätningen kan stå emot förluster i en kiral vågledare inom kvantelektrodynamik .

ISTA: ett sammanflätat bad av mikrovågsfotoner

ISTA-gruppen, ledd av Johannes Fink, använder en annan metod. En Josephson-parametrisk omvandlare skapar ett tvåmodigt, klämt mikrovågsfält – ett kontinuerligt kvanttillstånd där fotonerna i de två fälten är korrelerade och sammanflätade .

Två rumsligt separerade supraledande transmonqubitar kopplas till detta gemensamma reservoarbad. Genom växelverkan med badet relaxerar qubitarna autonomt till ett stationärt, diskret sammanflätat tillstånd .

Resultaten publicerades den 13 juli 2026 i Physical Review X under titeln ”Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir” .

Den centrala skillnaden är alltså att UIUC använder riktad dissipering i en vågledare, medan ISTA låter ett redan sammanflätat fotonbad överföra kvantkorrelationerna till qubitarna.

Ett mer än 20 år gammalt förslag bekräftas

ISTA-experimentet bekräftade en teori som lades fram för mer än 20 år sedan: två qubitar som kopplas till en gemensam källa av korrelerat, klämt ljus kan drivas till ett stationärt sammanflätat tillstånd enbart genom sin växelverkan med reservoaren – utan aktiv styrning eller mätningar .

Förutsägelsen hade tidigare formulerats under idealiserade förhållanden. ISTA-gruppen är först med att förverkliga principen experimentellt .

Hittills överförs bara en tiondel

Metoden är fortfarande ett proof of concept. ISTA-forskarna rapporterar att ungefär 10 procent av den sammanflätning som finns tillgänglig i kvantbadet i nuläget överförs till qubitarna .

Det är mindre effektivt än vissa metoder som använder aktiv kontroll. Fördelen ligger i stället i att systemet kan arbeta autonomt och kontinuerligt, något som kan bli värdefullt när större kvantsystem ska byggas.

Vad kan det betyda för kvantdatorer?

Modulära kvantdatorer

Framtida kvantdatorer kan behöva bestå av flera separata moduler i stället för ett enda stort chip. De båda metoderna pekar mot ett sätt att distribuera sammanflätning mellan sådana moduler utan att hela systemet behöver samordnas med exakt tidsinställda pulser eller upprepade mätningar .

Synkronisering av flera qubitar

ISTA-gruppen framhåller att metoden är relativt enkel och skulle kunna skalas upp för att synkronisera flera avlägsna qubitar . Eftersom det sammanflätade reservoarbadet hela tiden finns tillgängligt, behöver systemet inte vänta på en sällsynt, probabilistisk sammanträffande händelse för att skapa kopplingen .

En mer uthållig resurs

När sammanflätningen stabiliseras kontinuerligt kan tillståndet finnas kvar längre än qubitarnas naturliga koherenstid. Det skulle kunna göra sammanflätningen till en mer tillgänglig resurs för kvantberäkningar och felkorrigering .

På väg mot kvantnätverk

Båda uppläggen bygger på supraledande qubitar och mikrovågsfotoner, komponenter som redan används i många kvanttekniska system. På längre sikt kan gränssnitt mot optiska fotoner göra det möjligt att koppla samman sådana moduler via fiber .

Den omedelbara verkningsgraden är alltså begränsad – ISTA-experimentet överförde omkring 10 procent av badets sammanflätning. Men principen är betydelsefull: om effektiviteten kan förbättras kan autonoma, stationära kvantförbindelser bli en viktig byggsten för distribuerad kvantberäkning och framtida kvantnätverk.