四人のユーザーが20kmの距離にある六つの対ごとのチャネルを通じてもつれ合った光子を交換し、しかも誰も測定装置を信頼していない——それでも結果は真の量子結合を裏付けている。
何璐率いる中国の研究グループは、完全結合型のタイムビン量子ネットワークにおいて、測定装置に依存しないもつれ合いの検証と定量評価を実験的に実現した。科学者たちは、絶縁体上の周期的分極ニオブ酸リチウムを用いた広帯域光源と高密度波長分割多重を用いて、20kmの光ファイバーを介して四人のユーザー間に六つすべての対ごとのもつれ合いチャネルを分配した。信頼できる入力状態は、タイムビンもつれ合いを担う同じ光子の偏光自由度に符号化された——これにより、追加の光子や長距離回線の能動的安定化を必要とせずに済んだ。
通常のもつれ合いの証人（ウィットネス）は、測定機器が信頼できなければ誤ることがある。ここでは測定は装置から独立して行われた。偏光符号化は、検出器が光子をどのように記録するかに依存しない、いわば「内部基準」の役割を果たした。表示を偽造できる秤を想像してほしい——それでも、あらかじめ既知の基準を測定対象そのものに組み込んでおけば、正確な重さがわかるのだ。
六つすべての結合は、分離可能性のしきい値を百標準偏差以上も超えるMDI証人の負の値を示した。もつれ合いはファイバー内での能動的な位相補正なしに保たれ、これによりスケーリングが容易になる。
30年2026月にPhysical Review Lettersで発表された結果は、測定装置が危殆化しうる大規模ネットワークにおいて、もつれ合いを確実に特徴づけるための実用的な道筋を示している。
これで量子ネットワークは、回線上のあらゆる検出器への絶対的な信頼を必要とせずに成長できる。
