สองทีมวิจัยทำให้คิวบิตห่างไกลพัวพันกันได้ โดยไม่ต้องใช้พัลส์ควบคุมที่จับเวลาอย่างแม่นยำ

งานทฤษฎีก่อนหน้านี้ของกลุ่มเดียวกันยังศึกษาความทนทานต่อการสูญเสียของการพัวพันระยะไกลในระบบควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ที่ใช้ท่อนำคลื่นแบบไครัล

วิธีของ ISTA: ให้อ่างโฟตอนที่พัวพันกันเป็นตัวกลาง

ทีมของ Johannes Fink แห่ง ISTA ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป โดยสร้าง อ่างโฟตอนไมโครเวฟแบบบีบอัดสองโหมด (two-mode squeezed reservoir) ด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Josephson parametric converter

อุปกรณ์นี้สร้างสนามไมโครเวฟที่กำลังเดินทางเป็นสถานะพัวพันแบบตัวแปรต่อเนื่อง หรือ Gaussian state จากนั้นจึงเชื่อมคิวบิตตัวนำยวดยิ่งชนิดทรานส์มอนสองตัวที่อยู่คนละตำแหน่งเข้ากับอ่างควอนตัมเดียวกัน คิวบิตทั้งสองจึงค่อย ๆ ผ่อนคลายเข้าสู่สถานะพัวพันแบบคงตัวและเป็นตัวแปรไม่ต่อเนื่องได้เอง

ผลการทดลองของทีม ISTA ได้รับการเผยแพร่ในวารสาร Physical Review X เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 2026 ภายใต้ชื่อ “Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir”

ความแตกต่างสำคัญ คือ UIUC ใช้การสูญเสียแบบมีทิศทางในท่อนำคลื่น ส่วน ISTA ใช้อ่างควอนตัมแบบไม่เฉพาะที่ซึ่งมีความพัวพันอยู่แล้ว กล่าวง่าย ๆ คือ วิธีของ ISTA ถ่ายโอนความพัวพันจากแหล่งกำเนิดโฟตอนมายังคิวบิตโดยตรง

ยืนยันแนวคิดที่รอมานานกว่า 20 ปี

การทดลองของ ISTA ยังมีความสำคัญในเชิงประวัติศาสตร์ เพราะยืนยันการคาดการณ์ทางทฤษฎีที่เสนอไว้นานกว่า 20 ปีว่า หากคิวบิตสองตัวเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแสงที่มีสหสัมพันธ์แบบบีบอัด ทั้งคู่สามารถถูกผลักเข้าสู่สถานะพัวพันแบบคงตัวได้ เพียงอาศัยปฏิสัมพันธ์กับอ่างดังกล่าว โดยไม่ต้องใช้การควบคุมเชิงรุกหรือการวัดเพื่อคัดเลือกเหตุการณ์

ก่อนหน้านี้แนวคิดดังกล่าวได้รับการเสนอภายใต้เงื่อนไขในอุดมคติ แต่ทีม ISTA เป็นกลุ่มแรกที่สาธิตหลักการนี้ในระบบทดลองจริง

โอนถ่ายความพัวพันได้ประมาณ 10%

ในต้นแบบปัจจุบัน วิธีของ ISTA สามารถโอนถ่ายความพัวพันที่มีอยู่ในอ่างควอนตัมมายังคิวบิตได้ประมาณ 10%

ตัวเลขนี้ยังน้อยกว่าวิธีที่ใช้การควบคุมเชิงรุกในบางรูปแบบ และนักวิจัยย้ำว่านี่เป็นการพิสูจน์แนวคิดระยะแรก อย่างไรก็ตาม จุดเด่นของระบบไม่ได้อยู่ที่ประสิทธิภาพเพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่การทำงานแบบอัตโนมัติและการมีสถานะพัวพันพร้อมใช้งานอย่างต่อเนื่อง

อาจช่วยเชื่อมคอมพิวเตอร์ควอนตัมหลายโมดูล

ผลลัพธ์จากทั้งสองทีมชี้ไปยังการประยุกต์ใช้ที่สำคัญหลายด้าน

• คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบแยกโมดูล: การส่งต่อความพัวพันระหว่างโมดูลควอนตัมที่อยู่คนละชิปอาจทำได้โดยลดภาระจากพัลส์ที่ต้องจับเวลาอย่างละเอียด รวมถึงลดการวัดและการป้อนกลับซ้ำ ๆ ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญต่อการขยายระบบให้ใหญ่กว่าชิปเดี่ยว

• การซิงโครไนซ์คิวบิตหลายตัว: ISTA ระบุว่าวิธีนี้ค่อนข้างเรียบง่ายและอาจขยายไปสู่การซิงโครไนซ์คิวบิตที่อยู่ห่างกันหลายตัวได้ เนื่องจากอ่างควอนตัมที่พัวพันกันมีอยู่ต่อเนื่อง คิวบิตจึงอาจพัวพันกันได้ตามต้องการ แทนที่จะต้องรอเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแบบมีความน่าจะเป็น

• การรักษาสถานะควอนตัม: การทำให้สถานะพัวพันคงตัวอย่างต่อเนื่องอาจทำให้ทรัพยากรนี้พร้อมใช้สำหรับการประมวลผลควอนตัมหรือการแก้ไขข้อผิดพลาด แม้เวลาความสอดคล้องตามธรรมชาติของคิวบิตจะมีจำกัด

• โครงสร้างพื้นฐานสำหรับเครือข่ายควอนตัม: ทั้งสองแนวทางทำงานกับคิวบิตตัวนำยวดยิ่งและโฟตอนไมโครเวฟ ซึ่งเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่ ส่วนการเชื่อมต่อผ่านเส้นใยแก้วนำแสงอาจอาศัยอินเทอร์เฟซโฟตอนเชิงแสงในอนาคต

แม้ประสิทธิภาพปัจจุบันของการทดลอง ISTA จะยังอยู่ที่ประมาณ 10% แต่ความสำเร็จนี้สะท้อนการเปลี่ยนมุมมองครั้งสำคัญ จากเดิมที่ต้องคอยควบคุมทุกจังหวะด้วยตนเอง สู่ระบบที่ใช้สภาพแวดล้อมควอนตัมช่วยรักษาความพัวพันให้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง หากนักวิจัยเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานได้มากขึ้น แนวทางนี้อาจกลายเป็นหนึ่งในรากฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบกระจายตัวและเครือข่ายควอนตัมในอนาคต