İki ekip, hassas zamanlama olmadan uzaktaki kübitleri dolaşıklığa soktu

Sürüş ile dalga kılavuzuna gerçekleşen kayıp arasındaki etkileşim, kübitleri dışarıdan hassas biçimde zamanlanmış darbelerle yönetmeden dolaşık bir duruma taşıyor. Ekip bu düzeni, koherent kuantum soğurucu şeması olarak tanımlıyor ve dolaşıklığın iki kübit arasındaki mesafeden bağımsız biçimde kararlı hâle getirilebildiğini bildiriyor .

Pfaff grubunun daha önceki teorik çalışması da kiral dalga kılavuzu kuantum elektrodinamiğinde bu sürüklemeli-dağıtıcı yaklaşımın kayıplara karşı dayanıklılığını incelemişti .

ISTA ekibi: Dolaşık fotonlardan oluşan kuantum rezervuarı

Johannes Fink liderliğindeki ISTA ekibi ise farklı bir yol izledi. Araştırmacılar, bir Josephson parametrik dönüştürücü kullanarak iki modlu sıkıştırılmış, yani kendi içinde dolaşık, bir mikrodalga foton rezervuarı oluşturdu .

Bu rezervuar, ilerleyen mikrodalga alanlarında sürekli değişkenli ve Gauss tipi bir dolaşık durum üretiyor. Fiziksel olarak ayrı iki süperiletken transmon kübit bu ortak rezervuara bağlandığında, kübitler aktif kontrol ya da ölçüm gerektirmeden durağan, ayrık değişkenli bir dolaşık duruma gevşiyor .

ISTA'nın sonuçları 13 Temmuz 2026'da Physical Review X dergisinde yayımlandı. Çalışmanın başlığı, “Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir” olarak açıklandı .

İki yöntemin farkı ne?

• UIUC: Dolaşıklığı yönlü bir dalga kılavuzundaki tasarlanmış dağılım ve sürekli sürüş üzerinden stabil hâle getiriyor.
• ISTA: Başlangıçta dolaşık olan korelasyonlu mikrodalga fotonlarından oluşan bir rezervuardaki dolaşıklığı kübitlere aktarıyor.

Başka bir ifadeyle, UIUC yaklaşımında kritik unsur yönlü çevresel etkileşimken ISTA yaklaşımında kuantum banyosunun kendisi dolaşık bir kaynak olarak iş görüyor.

Yirmi yıllık teorik öngörü deneyle doğrulandı

ISTA deneyi, 20 yıldan uzun süre önce ortaya atılan bir teorik öngörüyü doğruladı. Bu öngörüye göre iki kübit, korelasyonlu veya sıkıştırılmış ışık üreten ortak bir kaynağa bağlandığında, yalnızca bu rezervuarla etkileşim kurarak durağan bir dolaşık duruma sürüklenebilir.

İdeal koşullar için önerilen bu fikir, aktif kontrol darbeleri ve ölçüm olmadan dolaşıklık oluşturulabileceğini öne sürüyordu. ISTA ekibi, söz konusu mekanizmayı ilk kez deneysel bir sistemde gerçekleştirdi .

Rezervuar dolaşıklığının ne kadarı kübitlere aktarıldı?

ISTA ekibine göre mevcut prototip, kuantum banyosunda kullanılabilir olan dolaşıklığın yaklaşık yüzde 10'unu kübitlere aktarabiliyor .

Bu oran, aktif kontrol kullanan bazı yöntemlerle karşılaştırıldığında düşük kalıyor. Araştırmacılar da deneyin öncelikle bir ilke kanıtı niteliğinde olduğunu vurguluyor. Buna karşın sistemin sürekli çalışması ve her işlemde yeniden zamanlama gerektirmemesi, ölçeklenebilirlik açısından önemli bir kavramsal avantaj sunuyor.

Kuantum bilgisayarlar için neden önemli?

Modüler kuantum bilgisayarlar

Geleceğin kuantum bilgisayarlarının tek bir çip üzerinde değil, birbiriyle bağlantılı çok sayıda kuantum modülünden oluşması bekleniyor. Bu modüller arasında dolaşıklık dağıtmak için her bağlantının hassas kontrol darbeleri ve tekrarlanan ölçümler gerektirmemesi, sistem mimarisini sadeleştirebilir .

UIUC ve ISTA yöntemleri, fiziksel olarak ayrı kuantum modülleri arasında sürekli bir dolaşık bağlantı kurma yolunu gösteriyor. Verimlilik artırılabilirse bu yaklaşım, tek bir işlemcinin ötesine geçilmesinde kullanılabilecek bağlantı altyapılarından biri olabilir.

Birden fazla uzak kübitin senkronizasyonu

ISTA ekibi, yöntemlerinin görece basit olduğunu ve birden fazla uzak kübitin senkronizasyonuna ölçeklenebileceğini belirtiyor . Dolaşık rezervuar sürekli hazır bulunduğu için kübitlerin yalnızca olasılıksal bir eşzamanlılık yakalandığında değil, ihtiyaç duyulduğunda dolaşık hâle getirilebilmesi hedefleniyor.

Hata düzeltme ve kuantum ağları

Dolaşık durumun sürekli olarak korunması, bu bağlantının kübitlerin doğal koherens süresinin ötesinde kullanılabilmesini sağlayabilir. Bu durum, dolaşıklığın kuantum işlemleri veya hata düzeltme protokolleri için hazır bir kaynak olarak tutulması açısından önem taşıyor .

Her iki yaklaşım da hâlihazırda kuantum bilgisayarlarda kullanılan süperiletken kübitler ve mikrodalga fotonlarla uyumlu. İleride optik foton arayüzleriyle bu tür modüllerin fiber üzerinden bağlanması da mümkün olabilir .

Sonuç: Hassas zamanlamadan sürekli kuantum bağlantısına

ISTA deneyinde dolaşıklık aktarımının yalnızca yaklaşık yüzde 10 düzeyinde kalması, yöntemin henüz pratik bir bağlantı standardı olmadığını gösteriyor. Ancak iki çalışma, kuantum sistemlerinde kaybın her zaman düşman olmak zorunda olmadığını ortaya koyuyor.

Doğru tasarlandığında çevre, dolaşıklığı yok etmek yerine onu sürekli besleyip stabilize edebiliyor. Verimlilik ve ölçeklenebilirlik sorunları aşılırsa, bu tür otonom kuantum banyoları dağıtık kuantum bilgisayarların ve hassas zamanlama gereksinimi daha düşük kuantum ağlarının temel bileşenlerinden biri hâline gelebilir.