Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (ISTA) fizikçiler, uzaktaki kuantum bitlerini bağlamak için tamamen otonom bir yol demonstration ettiler — bu bulgu Physical Review X'te 31 Ağustos'ta yayınlandı ve 20 yılı aşkın bir süre önce yapılan bir teorik tahmini doğruladı.
Doktora öğrencisi Alejandro Andres-Juanes ve Profesör Johannes Fink liderliğindeki ekip, kuantum banyosu yarattı: korelasyonlu mikrodalga fotonlarıyla dolu paylaşılan bir ortam, ayrılmış kubitleri otomatik olarak bağlanmış bir duruma itiyor ve onları orada tutuyor. Tekrarlı ölçümler ve aktif kontrol gerektiren önceki yöntemlerin aksine, bu yaklaşım insan müdahalesi gerektirmez.
Bağlantısal olma — parçacıkların klasik fizikte imkansız olan korelasyonları paylaştığı kuantum olgusu — daha büyük kuantum bilgisayarların ve gelecekteki kuantum ağlarının inşası için gereklidir. Fiziksel olarak ayrılmış kubitler arasında dağıtılmış bağlantısal olma yaratmak, genellikle kubitler arasında aktif olarak foton göndermeyi veya her kubitin foton yaymasını ve eşleştirilmesini gerektiriyordu. İkinci yaklaşıma 2022 Fizik Nobel Ödülü verildi, ancak yine de tekrarlı ölçümlere bağlı ve her zaman başarılı olmuyor.
ISTA deneyinde, araştırmacılar mikrodalga fotonlarını kullanarak kubitleri versansiyonlu bir foton kaynağıyla eşledi ve sürekli bir korelasyonlu foton akışı aracılığıyla yeni bir temel durum yarattı. Versansiyonlu kubit durumu, kubitlerin kendi ömürlerinin ötesinde bile stabil kalıyor ve daha fazla kuantum işleme için her zaman bir kaynak olarak mevcut — kısa bir pencerede kullanılması gereken geçici versansiyonunun aksine.
Ekip, kuantum tomografisi kullanarak versansiyonu doğruladı ve kuantum sisteminin davranışını yeniden oluşturmak için yalnızca 20-80 nanosaniye süren ölçümler yaptı.
Birden fazla uzaktaki kubitleri senkronize etmek için ölçeklendirilebilecek nispeten basit bir yöntem sunuyoruz, diyen Andres-Juanes. Ancak yöntem şu anda banyonun mevcut versansiyonunun yalnızca yaklaşık %10'unu aktarıyor, bu da iyileştirme için alan bırakıyor.
Araştırmacılar, orijinal teorinin deneysel olarak yeniden üretmesi zor olan idealize koşullar altında geliştirildiğini ve bu durumun neden iki on yılı aşkın süredir gösterilmediğini açıklayabileceğini belirtti. Prototip, kuantum optik deneyleri için yeni fırsatlar sunabilir ve kuantum işlemcilerin hata toleranslı çalışmaya doğru genişletilmesine katkıda bulunabilir.
