Danh sách bài viết

Đức lập kỷ lục về sự vướng víu lượng tử

Cập nhật: 26/10/2022

Viện Quang học Lượng tử Max Planck hôm 24/8 báo cáo đạt được một sự vướng víu lượng tử của 14 photon, con số lớn nhất từng được ghi nhận.

Vướng víu lượng tử - được Albert Einstein mô tả như "hành động ma quái ở khoảng cách xa" - là một hiện tượng trong đó hai hay nhiều hạt trở nên đan xen vào nhau theo cách mà chúng không còn tồn tại riêng lẻ, và việc thay đổi đặc tính cụ thể của một hạt dẫn đến sự thay đổi ngay lập tức cho đối tác của nó, ngay cả khi ở rất xa.

Mặc dù khoa học chưa giải thích được điều này, các thí nghiệm đã chứng minh được vướng víu lượng tử thực sự tồn tại và thậm chí trở thành nền tảng của các công nghệ mới như máy tính lượng tử, nơi các hạt vướng víu được sử dụng để lưu trữ và xử lý thông tin. Theo thuật ngữ điện toán, chúng được gọi là bit lượng tử hoặc qubit.

Để sử dụng hiệu quả một máy tính lượng tử, cần có một số lượng lớn hơn các khối xây dựng cơ bản - về mặt kỹ thuật là vướng víu lượng tử - để thực hiện các phép tính toán. Một nhóm các nhà vật lý tại Viện Quang lượng tử Max Planck (MPQ) ở Đức đã lần đầu tiên chứng minh nhiệm vụ này với các photon do một nguyên tử phát ra.

Bằng kỹ thuật mới, nhóm nghiên cứu đã tạo ra tới 14 photon vướng víu trong một bộ cộng hưởng quang học, có thể được điều chỉnh thành các trạng thái vật lý lượng tử cụ thể một cách có mục tiêu và rất hiệu quả. Phương pháp này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các máy tính lượng tử mạnh mẽ và bền bỉ, đồng thời phục vụ cho việc truyền dữ liệu an toàn trong tương lai.

Một nguyên tử rubidi bị mắc kẹt trong bộ cộng hưởng quang học bao gồm hai gương phản xạ cao.
Một nguyên tử rubidi bị mắc kẹt trong bộ cộng hưởng quang học bao gồm hai gương phản xạ cao. Sự kích thích lặp đi lặp lại của nguyên tử tạo ra một chuỗi photon vướng vào nhau. (Ảnh: MPQ).

Trong thí nghiệm, các nhà vật lý đặt một nguyên tử rubidi ở trung tâm của một khoang quang học. Với ánh sáng laser có tần số nhất định, trạng thái của nguyên tử có thể được xác định chính xác. Sau đó, họ sử dụng một xung điều khiển bổ sung để chiếu vào nó, khiến nó phát ra một photon vướng vào nguyên tử.

Quá trình được lặp lại cho đến khi toàn bộ chuỗi photon được tạo ra, tất cả đều vướng vào nhau. Giữa mỗi lần phát xạ, nguyên tử được điều khiển theo một cách nhất định (quay), giúp tạo ra sự vướng víu của 14 photon.

"Theo hiểu biết của chúng tôi, 14 hạt ánh sáng liên kết với nhau là số lượng photon vướng víu lớn nhất được tạo ra trong phòng thí nghiệm cho đến nay", đồng tác giả Philip Thomas tại MPQ nhấn mạnh.

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết đây là quy trình hiệu quả nhất từng được phát triển với hiệu suất đạt gần 50%.

"Điều này có nghĩa là hầu như mỗi giây nhấn nút để bắn ra tia laser vào nguyên tử rubidi sẽ tạo ra một photon có thể được sử dụng cho một ứng dụng cụ thể", Thomas nói thêm. "Nhìn chung, thí nghiệm của chúng tôi đã giải quyết được trở ngại lâu nay về điện toán lượng tử dựa trên phép đo có thể mở rộng".

Ngoài tính toán lượng tử, nghiên cứu cũng có thể thúc đẩy giao tiếp lượng tử, nơi thông tin được gửi qua cáp quang. Phương pháp do nhóm của Thomas phát triển sẽ cho phép gửi thông tin lượng tử qua các photon vướng víu, đảm bảo thông tin liên lạc an toàn, thông cáo báo chí cho biết.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature hôm 24/8. Trong giai đoạn tiếp theo, Thomas và các đồng nghiệp sẽ tiếp tục làm việc để tạo ra các photon từ hai nguyên tử.


    Nguồn: /

    Google Photos mở nhiều tính năng chỉnh sửa AI miễn phí tới người dùng

    Các ngành công nghệ

    Các công cụ chỉnh sửa hình ảnh sử dụng AI (trí tuệ nhân tạo) sẽ được Google Photos cung cấp miễn phí tới cả người dùng iOS lẫn Android.

    Trung Quốc phát triển thành công vòi rồng thông minh được điều khiển bằng AI

    Các ngành công nghệ

    Các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển thành công vòi rồng thông minh đầu tiên trên thế giới được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo (AI).

    Elon Musk nói AI sắp vượt trội hơn người thông minh nhất

    Các ngành công nghệ

    Giám đốc điều hành Tesla Elon Musk dự đoán trí tuệ nhân tạo (AI) thông minh hơn người thông minh nhất có thể được phát triển vào năm 2025 hoặc 2026.

    Robot đã tự biết lừa bóng, qua người, ghi bàn

    Các ngành công nghệ

    Nhờ phương pháp đào tạo AI mới, những chú robot đã có thể tự động cải thiện kỹ năng và tham gia vào một trận bóng mô phỏng.

    Tàu Thụy Sĩ lập kỷ lục chạy 2.803km bằng hydro

    Các ngành công nghệ

    Một tàu chở khách sử dụng pin nhiên liệu hydro của sản xuất phương tiện đường sắt Stadler Rail lập Kỷ lục Thế giới Guinness khi chạy liên tục gần hai ngày qua 2.803km.

    Phát minh cỗ xe kéo bằng cánh diều khổng lồ ở thế kỷ 19

    Các ngành công nghệ

    Từ niềm đam mê với diều, một giáo viên người Anh từng phát minh cỗ xe kéo bằng cặp diều khổng lồ, có thể chạy 32km/h vào thế kỷ 19.

    Robot AI tiên đoán và cười cùng lúc với người đối diện

    Các ngành công nghệ

    Robot Emo có thể dự đoán nụ cười khoảng 840 mili giây trước khi người đối diện cười, sau đó cười cùng lúc.

    AI có thể phân biệt sự khác biệt giữa bộ não nam và nữ

    Các ngành công nghệ

    Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp trả lời cho câu hỏi rằng liệu có sự khác biệt giữa bộ não của nam giới và phụ nữ hay không.

    Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

    Các ngành công nghệ

    Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.

    Chó AI dẫn đường hỗ trợ 17 triệu người khiếm thị ở Trung Quốc

    Các ngành công nghệ

    Nghiên cứu mới gợi ý rằng, công trình chó dẫn đường AI ở Trung Quốc có thể sớm trở thành hiện thực.