In het laboratorium van de Universiteit van Pennsylvania hebben ingenieurs een chip gemaakt waarop kwantumskyrmionen hun topologische structuur behouden, zelfs nadat de verstrengeling van fotonen volledig is vernietigd. Deze ontdekking, gepubliceerd op 30 oktober 2026 in Nature Physics, toont aan dat topologische eigenschappen het verlies van een van de meest kwetsbare kwantumverbindingen kunnen overleven.
Het team onder leiding van Liang Feng en met medewerking van eerste auteur Haoqi Zhao vervaardigde een miniatuurchip in het Singh-centrum voor nanotechnologie. Op de chip werd een paar verstrengelde fotonen gegenereerd, waarna op een van hen een karakteristiek polarisatiepatroon werd aangebracht — een kwantumskyrmion. De onderzoekers droegen vervolgens de topologische eigenschap van dit patroon over op de gezamenlijke kwantumtoestand van de twee fotonen. Toen het systeem aan steeds sterkere storingen werd blootgesteld, waaronder vreemd licht, verdween de verstrengeling, maar het bepalende aantal omwentelingen van polarisatietoestanden in het skyrmion bleef onveranderd.
Stelt u zich een werveling in haar voor: afzonderlijke strengen kunnen verschuiven, maar het algemene patroon en de draairichting van de werveling blijven behouden. Precies zo gedraagt zich de topologische invariant van een skyrmion — hij is onafhankelijk van lokale verstoringen zolang de kritieke drempel voor vernietiging niet wordt overschreden. Zelfs na het verdwijnen van de verstrengeling bleven algemenere kwantumcorrelaties behouden, die via kwantumdiscord worden gemeten.
Dit verandert de voorstelling van hoe informatie in toekomstige kwantumnetwerken moet worden beschermd. In plaats van alleen op kwetsbare verstrengeling te vertrouwen, kan men gegevens coderen in robuuste topologische patronen die storingen langer doorstaan. De ontdekking verdiept ook het begrip van het verband tussen topologie en kwantumcorrelaties in het algemeen.
De resultaten, verkregen op een speciaal ontwikkelde chip, bevestigen dat topologie onafhankelijk van verstrengeling kan bestaan, wat de weg opent naar betrouwbaardere kwantumcommunicatie en kwantumberekeningen.
