Într-o dezvoltare care fie va revoluționa calculul cuantic, fie le va oferi fizicienilor o nouă scuză pentru a evita să facă ceva manual, cercetătorii de la Institutul de Știință și Tehnologie din Austria (ISTA) au demonstrat o metodă de a întangla qubiți folosind o 'baie cuantică' - fără control activ, fără măsurători repetate, doar un flux de fotoni corelați care face toată treaba grea. Publicat în Physical Review X, experimentul confirmă în sfârșit o predicție făcută acum peste 20 de ani, marcând prima dată când cineva a reușit să facă stările întanglate să se asambleze singure.

Întanglementul, fenomenul cuantic care permite particulelor să împărtășească corelații ce sfidează logica clasică, este crucial pentru construirea de calculatoare cuantice și rețele mai mari. Anterior, oamenii de știință trebuiau fie să trimită un singur foton controlat activ între qubiți, fie să potrivească fotoni de la fiecare qubit - o metodă care a adus Premiul Nobel pentru Fizică în 2022, dar care se bazează încă pe post-selecție și nu funcționează întotdeauna.

Intră Alejandro Andrés-Juanes și Johannes Fink de la ISTA, care, împreună cu colaboratori internaționali, au decis să lase mediul să facă treaba. 'Baia lor cuantică' - o sursă partajată de particule de lumină corelate - sincronizează automat qubiții distanți, stabilizând întanglementul chiar și dincolo de durata de viață a qubiților înșiși. 'În metoda noastră, baia cuantică este sursa întanglementului', spune Fink. 'Creează o nouă stare fundamentală printr-un flux continuu de fotoni corelați.' Rezultatul: stări întanglate care rămân disponibile pentru procesarea cuantică ori de câte ori este nevoie, nu doar momente efemere.

Echipa a folosit fotoni de microunde pentru a cupla qubiții la sursa de fotoni, valorificând energia lor scăzută și tehnologia existentă a qubiților supraconductori. Pentru a confirma că qubiții erau într-adevăr sincronizați, au folosit tomografie cuantică, efectuând măsurători care durează doar 20-80 de nanosecunde (o nanosecundă fiind o miliardime de secundă) pentru a reconstrui stările cuantice.

Acest prototip demonstrativ este 'o metodă relativ simplă care ar putea fi extinsă pentru a sincroniza mai mulți qubiți distanți', spune Andrés-Juanes. Dar nu este încă eficient - transferând în prezent doar aproximativ 10% din întanglementul disponibil al băii. Cercetătorii bănuiesc că decalajul de 20 de ani dintre teorie și experiment se datorează faptului că condițiile idealizate originale erau un pic prea perfecte pentru laboratoarele din lumea reală. Totuși, prototipul oferă noi oportunități pentru experimente de optică cuantică și ar putea ajuta la împingerea procesoarelor cuantice către o funcționare tolerantă la erori. Pentru că, sincer, cine nu și-ar dori întanglement pe pilot automat?