Дві команди показали, як автоматично заплутувати віддалені кубіти

Через хвилевід подається безперервний класичний сигнал. Взаємодія цього сигналу з розсіюванням у хвилеводі автономно переводить систему до заплутаного стану. Дослідники описують цю схему як систему когерентного квантового поглинача, що дає змогу отримувати стаціонарне віддалене заплутування, незалежне від відстані між кубітами .

Попередня теоретична робота цієї ж групи, опублікована у 2024 році в Physical Review Research, досліджувала стійкість такого керовано-дисипативного заплутування до втрат у хіральному хвилеводі .

ISTA: резервуар із заплутаних мікрохвиль

Команда Йоганнеса Фінка з ISTA застосувала інший підхід. Джозефсонівський параметричний перетворювач створює двомодовий стислий резервуар — безперервний потік мікрохвильових фотонів із вбудованими квантовими кореляціями .

До цього спільного резервуара під’єднали два просторово розділені надпровідні трансмонні кубіти. Взаємодіючи із середовищем, вони самостійно релаксують до стаціонарного заплутаного стану . Результати опубліковано 13 липня 2026 року в журналі Physical Review X у статті «Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir» .

Головна відмінність: UIUC використовує спрямоване розсіювання у хвилеводі, тоді як ISTA — нелокальний стислий резервуар, який сам є джерелом заплутаних кореляцій і передає їх кубітам.

Передбачення двадцятирічної давності отримало експериментальне підтвердження

Експеримент ISTA підтвердив теорію, запропоновану понад 20 років тому. Вона передбачала, що два кубіти, під’єднані до спільного джерела корельованого, або стислого, світла, можуть перейти до стаціонарного заплутаного стану лише завдяки взаємодії з цим резервуаром — без активного керування та вимірювань .

Раніше таку можливість розглядали переважно за ідеалізованих умов. Команда ISTA першою реалізувала цей принцип експериментально .

Скільки заплутування передалося кубітам

Поки що ефективність методу залишається помірною: дослідники ISTA повідомляють, що кубіти отримують приблизно 10% доступного заплутування квантової ванни .

Науковці наголошують, що це прототип і доказ принципу. Схеми з активним керуванням наразі можуть бути ефективнішими. Однак автономна робота системи має важливу перевагу: для підтримання заплутування не потрібно щоразу запускати складну послідовність імпульсів і вимірювань .

Чому це важливо для квантових комп’ютерів

• Модульні квантові процесори. Обидва підходи дають змогу розподіляти заплутування між окремими квантовими модулями без надмірних витрат на точну синхронізацію імпульсів і повторні вимірювання. Це важливий крок для масштабування процесорів за межі одного чипа .

• Синхронізація багатьох віддалених кубітів. В ISTA зазначають, що їхня схема є відносно простою та потенційно може масштабуватися для синхронізації кількох віддалених кубітів . Оскільки заплутаний резервуар доступний постійно, зв’язок можна створювати на вимогу, а не чекати на випадковий збіг подій .

• Стабільний ресурс для обчислень. Безперервна стабілізація дає змогу підтримувати заплутаний стан довше за природний час когерентності кубітів. Це може зробити його доступним для подальших квантових операцій або процедур виправлення помилок .

• Основа для квантових мереж. Обидві схеми сумісні з надпровідними кубітами та мікрохвильовими фотонами — технологіями, які вже використовують у квантових процесорах. У перспективі оптичні інтерфейси можуть допомогти з’єднувати такі модулі через волоконно-оптичні лінії .

Наразі йдеться не про готову технологію для великої квантової мережі: 10% переданого заплутування — скромний результат, а активні протоколи залишаються продуктивнішими. Проте сам принцип важливий. Якщо науковцям вдасться підвищити ефективність, автономні стаціонарні схеми можуть стати основою розподілених квантових комп’ютерів, яким не доведеться покладатися на надзвичайно точний таймінг для підтримання зв’язку між модулями.