Kuantum hesaplamayı kökten değiştirecek ya da fizikçilere elle bir şey yapmaktan kaçınmak için yeni bir bahane verecek bir gelişmede, Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (ISTA) araştırmacılar, 'kuantum banyosu' kullanarak kübitleri dolaştırmanın bir yolunu gösterdiler - aktif kontrol yok, tekrarlanan ölçümler yok, sadece tüm ağır işi yapan bir dizi ilişkili foton. Physical Review X'te yayınlanan deney, 20 yıldan uzun süre önce yapılan bir tahmini nihayet doğruluyor ve dolaşık durumların kendi kendine oluştuğu ilk kez görülüyor.

Klasik mantığa meydan okuyan korelasyonları paylaşan parçacıkları sağlayan kuantum fenomeni olan dolaşıklık, daha büyük kuantum bilgisayarları ve ağları inşa etmek için çok önemlidir. Daha önce, bilim insanlarının ya kübitler arasında aktif olarak kontrol edilen tek bir foton göndermesi ya da her kübitin fotonlarını eşleştirmesi gerekiyordu - bu yöntem 2022 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı, ancak yine de seçim sonrasına dayanıyor ve her zaman çalışmıyor.

ISTA'dan Alejandro Andrés-Juanes ve Johannes Fink, uluslararası işbirlikçileriyle birlikte çevrenin işi yapmasına izin vermeye karar verdiler. Onların 'kuantum banyosu' - paylaşılan bir ilişkili ışık parçacıkları kaynağı - uzak kübitleri otomatik olarak senkronize eder ve dolaşıklığı kübitlerin kendi ömrünün ötesinde bile stabilize eder. 'Yöntemimizde, kuantum banyosu dolaşıklığın kaynağıdır,' diyor Fink. 'Sürekli bir ilişkili foton akışı aracılığıyla yeni bir temel durum yaratır.' Sonuç: kuantum işleme için gerektiğinde kullanılabilir durumda kalan dolaşık durumlar, geçici anlar yerine.

Ekip, mikrodalga fotonları kullanarak kübitleri foton kaynağına bağladı ve düşük enerjilerinden ve mevcut süper iletken kübit teknolojisinden yararlandı. Kübitlerin gerçekten senkronize olduğunu doğrulamak için, kuantum durumlarını yeniden yapılandırmak için sadece 20-80 nanosaniye süren (bir nanosaniye saniyenin milyarda biri) ölçümler alarak kuantum tomografisi kullandılar.

Bu kavram kanıtı prototip, 'birden fazla uzak kübiti senkronize etmek için ölçeklenebilecek nispeten basit bir yöntemdir,' diyor Andrés-Juanes. Ancak henüz verimli değil - şu anda banyonun mevcut dolaşıklığının yalnızca yaklaşık %10'unu aktarıyor. Araştırmacılar, teori ve deney arasındaki 20 yıllık boşluğun, orijinal idealize edilmiş koşulların gerçek dünya laboratuvarları için biraz fazla mükemmel olmasından kaynaklandığından şüpheleniyor. Yine de prototip, kuantum optik deneyleri için yeni fırsatlar sunuyor ve kuantum işlemcileri hataya dayanıklı çalışmaya doğru itmeye yardımcı olabilir. Çünkü dürüst olmak gerekirse, kim dolaşıklığın otomatik pilota bağlanmasını istemez ki?