Danh sách bài viết

Đức lập kỷ lục về sự vướng víu lượng tử

Cập nhật: 27/10/2022

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: /

    Triều Tiên bất ngờ khoe ô tô điện "tự làm", chạy được 720km/sạc

    Các ngành công nghệ

    Triều Tiên đang khiến thế giới bất ngờ khi khoe mẫu ô tô điện tự sản xuất mang thương hiệu Madusan, có tầm hoạt động lên tới 720km.

    Cách kích hoạt NFC để quét CCCD gắn chip

    Các ngành công nghệ

    Công nghệ NFC đang ngày càng phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là trong việc xác thực danh tính bằng CCCD gắn chip.

    Xe điện tốc độ thấp: Xu hướng di chuyển mới tại châu Âu!

    Các ngành công nghệ

    Xe điện tốc độ thấp (LEV) đang thu hút sự chú ý và ngày càng phổ biến ở các thành phố châu Âu.

    Bạn đã biết cách hỏi Google xem con sư tử kêu như thế nào chưa?

    Các ngành công nghệ

    Google đã âm thầm bổ sung tiếng kêu của một số loài động vật phổ biến vào tính năng của bộ máy tìm kiếm Google Search. Đây là cách kích hoạt tính năng tìm kiếm đó.

    Trung Quốc tạo ra cảm biến gắn vào não nhỏ bằng hạt vừng

    Các ngành công nghệ

    Cảm biến gel siêu nhỏ, có khả năng phân hủy sinh học, được tiêm vào não bệnh nhân để theo dõi áp lực nội sọ và lưu lượng máu.

    Tìm ra công nghệ pin vĩnh cửu không gây ô nhiễm

    Các ngành công nghệ

    Các hệ thống năng lượng dựa trên loại pin mới này có thể cải thiện việc lưu trữ năng lượng lâu dài dựa trên cơ chế đặc biệt.

    Công cụ AI giúp con người hiểu được tiếng chó sủa

    Các ngành công nghệ

    Các nhà khoa học đã phát triển một công cụ AI có thể dịch tiếng chó sủa (gâu gâu, rên rỉ hoặc gầm gừ) sang tiếng Anh.

    Loại vải dệt có thể hòa tan trong nước nóng

    Các ngành công nghệ

    Khi không muốn dùng loại vải dệt này nữa, bạn có thể hòa tan chúng và tái chế gelatin thành nhiều sợi vải.

    Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển những cỗ máy giống người “có cảm xúc”

    Các ngành công nghệ

    Ex-Robots, một công ty chế tạo robot ở Trung Quốc đang cố gắng tạo ra những robot giống như thật mà họ hy vọng sẽ sớm được sử dụng trong ngành y tế và giáo dục.

    Ứng cử viên AI đầu tiên trên thế giới tham gia cuộc tổng tuyển cử tại Anh

    Các ngành công nghệ

    Cuộc tổng tuyển cử năm nay đặc biệt hơn, khi người dân ở khu vực Brighton có thêm một lựa chọn, lần đầu tiên bỏ phiếu cho một ứng cử viên “ảo” - AI Steve.