Δύο εργαστήρια επιτυγχάνουν ανεξάρτητα κβαντική διεμπλοκή σε κατάσταση μόνιμης λειτουργίας

Δύο ερευνητικές ομάδες που εργάζονται στις δύο πλευρές του Ατλαντικού απέδειξαν ανεξάρτητα έναν τρόπο να διατηρούνται φυσικά διαχωρισμένα qubits συνεχώς σε κατάσταση διεμπλοκής, χωρίς τους ελέγχους ακριβείας με παλμούς που συνήθως καθιστούν την απομακρυσμένη διεμπλοκή τεχνικό εμπόδιο. Τα παράλληλα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν στο Physical Review X τον Ιούλιο του 2026, υποδεικνύουν πολλαπλές βιώσιμες διαδρομές για την κατασκευή αρθρωτών κβαντικών υπολογιστών που συνδέονται με κβαντικούς συνδέσμους συνεχούς λειτουργίας.quantumzeitgeist+2

Η κατευθυνόμενη διάχυση αντικαθιστά τους παλμούς ακριβείας

Οι ομάδες στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στην Urbana-Champaign, υπό τον Wolfgang Pfaff, και στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας (ISTA), υπό τον Johannes Fink, χρησιμοποίησαν υπεραγώγιμα qubits και μια τεχνική που ονομάζεται κατευθυνόμενη διάχυση για να κλειδώσουν τα συστήματά τους σε σταθερές «σκοτεινές καταστάσεις» — διαμορφώσεις διεμπλοκής που προστατεύονται από την απώλεια φωτονίων μέσω καταστροφικής κβαντικής συμβολής.pfaff.physics.illinois+1

Η ομάδα του UIUC συνέδεσε δύο qubits σε έναν κυματοδηγό που έγινε μονοκατευθυντικός με έναν κυκλοφορητή μικροκυμάτων, και στη συνέχεια ρύθμισε τα σήματα οδήγησης έτσι ώστε οι επικαλυπτόμενες διαδρομές εκπομπής να αλληλοαναιρούνται, καταστέλλοντας την εκπομπή φωτονίων και παγιδεύοντας τα qubits σε μια κατάσταση διεμπλοκής ανεξάρτητα από τη φυσική απόσταση μεταξύ τους. Η ομάδα του ISTA ακολούθησε διαφορετική διαδρομή: ένας παραμετρικός ενισχυτής παρήγαγε ζεύγη διεμπλεκόμενων φωτονίων μικροκυμάτων — ένα «συμπιεσμένο» κβαντικό λουτρό — τα οποία στάλθηκαν σε κάθε qubit μέσω ξεχωριστών κυματοδηγών, παράγοντας το ίδιο είδος σκοτεινής κατάστασης που προστατεύεται από συμβολή.quantumzeitgeist+1

«Στη μέθοδό μας, το κβαντικό λουτρό — δηλαδή το περιβάλλον των qubits — είναι η πηγή της διεμπλοκής», δήλωσε ο Fink. «Η κατάσταση διεμπλοκής των qubits σταθεροποιείται, ακόμη και πέρα από τη δική τους 'διάρκεια ζωής', και παραμένει πάντα διαθέσιμη ως πόρος για περαιτέρω κβαντική επεξεργασία.»ista

Επιβεβαιώνοντας μια πρόβλεψη δύο δεκαετιών

Το πείραμα του ISTA φέρει επιπλέον θεωρητικό βάρος. Ο υποψήφιος διδάκτορας Alejandro Andrés-Juanes και οι συνεργάτες του έδειξαν για πρώτη φορά ότι μια κοινή πηγή συσχετισμένων φωτονίων μπορεί να εμπλέξει αυτόνομα απομακρυσμένα qubits, επιβεβαιώνοντας μια πρόβλεψη που έγινε πριν από περισσότερα από 20 χρόνια υπό ιδανικές συνθήκες. Η ομάδα ανέφερε τη μεταφορά περίπου του 10 τοις εκατό της διαθέσιμης διεμπλοκής του λουτρού στα qubits και επαλήθευσε το αποτέλεσμα με μετρήσεις κβαντικής τομογραφίας διάρκειας μόλις 20 έως 80 νανοδευτερολέπτων.ista

Προς αρθρωτά κβαντικά δίκτυα

Και οι δύο επιδείξεις πέτυχαν αυτό που οι ερευνητές περιγράφουν ως μέτρια πιστότητα κατάστασης, και το αν η διεμπλοκή μόνιμης κατάστασης μπορεί να παραμείνει ενεργή κατά τη διάρκεια του υπολογισμού παραμένει υπό διερεύνηση. Ωστόσο, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι μελλοντικοί κβαντικοί επεξεργαστές θα μπορούσαν να συνδεθούν χωρίς το κόστος των επαναλαμβανόμενων μετρήσεων ή της μετα-επιλογής — ένα βήμα προς τον κατανεμημένο κβαντικό υπολογισμό με ανοχή σε σφάλματα. «Παρουσιάζουμε μια σχετικά απλή μέθοδο που θα μπορούσε να κλιμακωθεί για τον συγχρονισμό πολλαπλών απομακρυσμένων qubits», δήλωσε ο Andrés-Juanes.quantumzeitgeist+1