Zwei Labore erreichen unabhängig voneinander stationäre Qubit-Verschränkung

Zwei Forschungsgruppen, die auf verschiedenen Seiten des Atlantiks arbeiten, haben unabhängig voneinander einen Weg demonstriert, physisch getrennte Qubits kontinuierlich verschränkt zu halten, ohne die präzise getakteten Steuerpulse, die Fernverschränkung normalerweise zu einem technischen Engpass machen. Die parallelen Ergebnisse, die im Juli 2026 in Physical Review X veröffentlicht wurden, weisen auf mehrere gangbare Wege zum Bau modularer Quantencomputer hin, die durch dauerhafte Quantenverbindungen verbunden sind.quantumzeitgeist+2

Getriebene Dissipation ersetzt Präzisionspulse

Teams an der University of Illinois Urbana-Champaign unter der Leitung von Wolfgang Pfaff und am Institute of Science and Technology Austria unter der Leitung von Johannes Fink verwendeten beide supraleitende Qubits und eine Technik namens getriebene Dissipation, um ihre Systeme in stabilen "dunklen Zuständen" zu fixieren — verschränkte Konfigurationen, die durch destruktive Quanteninterferenz vor Photonenverlust geschützt sind.pfaff.physics.illinois+1

Die UIUC-Gruppe koppelte zwei Qubits an einen Wellenleiter, der mit einem Mikrowellenzirkulator unidirektional gemacht wurde, und stimmte dann die Antriebssignale so ab, dass sich überlappende Emissionspfade gegenseitig aufhoben, wodurch die Photonenemission unterdrückt und die Qubits unabhängig von der physischen Entfernung zwischen ihnen in einem verschränkten Zustand gefangen wurden. Die ISTA-Gruppe wählte einen anderen Weg: Ein parametrischer Verstärker erzeugte Paare verschränkter Mikrowellenphotonen — ein "gequetschtes" Quantenbad —, die über separate Wellenleiter an jedes Qubit gesendet wurden, was die gleiche Art von interferenzgeschütztem dunklen Zustand erzeugte.quantumzeitgeist+1

"Bei unserer Methode ist das Quantenbad — also die Umgebung der Qubits — die Quelle der Verschränkung", sagte Fink. "Der verschränkte Qubit-Zustand ist stabilisiert, sogar über die eigene 'Lebensdauer' der Qubits hinaus, und bleibt als Ressource für weitere Quantenverarbeitung immer verfügbar."ista

Bestätigung einer zwei Jahrzehnte alten Vorhersage

Das ISTA-Experiment hat zusätzliches theoretisches Gewicht. Der Doktorand Alejandro Andrés-Juanes und seine Mitarbeiter zeigten zum ersten Mal, dass eine gemeinsame Quelle korrelierter Photonen entfernte Qubits autonom verschränken kann, was eine vor mehr als 20 Jahren unter idealisierten Bedingungen gemachte Vorhersage bestätigt. Das Team berichtete, etwa 10 Prozent der verfügbaren Verschränkung des Bads auf die Qubits übertragen zu haben, und verifizierte das Ergebnis mit Quantentomographie-Messungen von nur 20 bis 80 Nanosekunden Dauer.ista

Auf dem Weg zu modularen Quantennetzwerken

Beide Demonstrationen erreichten eine nach Einschätzung der Forscher bescheidene Zustandstreue, und ob die stationäre Verschränkung während der Berechnung aktiv bleiben kann, wird noch untersucht. Dennoch deuten die Ergebnisse darauf hin, dass zukünftige Quantenprozessoren ohne den Overhead wiederholter Messungen oder Selektionen verbunden werden könnten — ein Schritt in Richtung fehlertolerantes, verteiltes Quantencomputing. "Wir präsentieren eine relativ einfache Methode, die skaliert werden könnte, um mehrere entfernte Qubits zu synchronisieren", sagte Andrés-Juanes.quantumzeitgeist+1