Các nhà khoa học đã biết cách kiểm soát "vật chất âm thanh"

Theo những bài báo khoa học mới nhất, các nhà nghiên cứu đã có thể kiểm soát được những "vật chất âm thanh", có tên gọi là phonon. Theo giải thích của họ, thì phonon về bản chất không thể gọi là một vật chất, nhưng được coi là những thứ cấu tạo nên âm thanh, giống như photon cấu thành nên ánh sáng.

Hiện tại photon ánh sáng được sử dụng để lưu trữ thông tin ở những máy tính lượng tử, và việc thay nó bằng phonon sẽ có nhiều lợi ích khác nhau, nhưng cũng đòi hỏi những công nghệ mới để kiểm soát tốt hơn.

Trước đây việc kiểm soát phonon gần như là không thể, vì mỗi khi được phát hiện thì phonon lập tức bị phân hủy. Các phương pháp sử dụng phonon trước đây biến chúng thành điện trong các mạch lượng tử, gọi là quá trình qubit siêu dẫn. Các mạch này có thể nhận một lượng điện nhất định, nên khi có số phonon phù hợp thì chúng sẽ hấp thụ - phân hủy phonon nhưng tạo ra tín hiệu.

Các nhà khoa học đã biết cách kiểm soát vật chất âm thanh
Tốc độ chậm của âm thanh cũng giúp các nhà khoa học khám phá phonon ở nhiều trạng thái khác nhau.

Loading...

Trong các nghiên cứu mới của JILA, các nhà nghiên cứu hiệu chỉnh mạch để không phân hủy phonon ở quá trình hấp thụ, mà chỉ làm tăng tốc dòng điện nhờ có 1 vật chất rung đặc biệt được đặt trong đó. Thí nghiệm này có thể đo được dòng điện mỗi khi có phonon đi qua.

Lucas Sletten từ U.C. Boulder chia sẻ: "Hiện đã có rất nhiều công trình khoa học ấn tượng về việc sử dụng công nghệ qubit siêu dẫn với photon ánh sáng, và tôi tự hỏi rằng chúng ta còn làm được những gì với phonon âm thanh?".

Điểm khác biệt dễ nhận ra nhất đó là âm thanh có tốc độ di chuyển chậm hơn ánh sáng rất nhiều. Nhờ vậy mà Sletten cùng các cộng sự có thể nghiên cứu được rõ hơn tương tác mạch-phonon. Họ "bắt" được phonon bằng cách đặt các tấm gương âm thanh, làm các vật chất này "bật đi bật lại" giống như một tấm gương tương tác với ánh sáng. Những tấm gương âm thanh chỉ cần đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ, trong khi gương ánh sáng sẽ phải đặt cách nhau ít nhất 12m. 

Tốc độ chậm của âm thanh cũng giúp các nhà khoa học khám phá phonon ở nhiều trạng thái khác nhau. Theo như ông Sletten giải thích, các máy tính lượng tử tính toán bằng cách tăng thêm các qubit siêu dẫn. Nhưng với phonon, ta chỉ cần có 1 qubit siêu dẫn nhưng ở nhiều trạng thái khác nhau cũng có thể đạt được kết quả tương tự.

"Đây quả thực là một dấu mốc lớn" - Yiwen Chu, một nhà vật lý tại ETH Zurich chia sẻ. Nó chắc chắn sẽ là một bước tiến giúp con người hiểu rõ và kiểm soát được tốt hơn máy tính lượng tử. Nhưng trong tương lai các nhà nghiên cứu cũng phải có những cải tiến trước khi áp dụng được công nghệ này vào thực tế, như việc tăng 'tuổi thọ' của phonon - hiện chỉ diễn ra trong 600 nano giây.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Các nhà vật lý tạo ra một thiết bị có thể “quên đi ký ức”

Các nhà vật lý tạo ra một thiết bị có thể “quên đi ký ức”

Bộ não là cỗ máy tính toán tối thượng, vì vậy không có gì lạ khi các nhà nghiên cứu muốn thử và mô phỏng nó.

Đăng ngày: 06/09/2019
Sử dụng bùn ao và chất thải, các nhà khoa học tạo ra hệ thống sản xuất điện hiệu quả nhất

Sử dụng bùn ao và chất thải, các nhà khoa học tạo ra hệ thống sản xuất điện hiệu quả nhất

Không chỉ áp dụng trong ao nuôi tôm, phương pháp này có thể được đưa vào các mô hình chăn nuôi khác.

Đăng ngày: 05/09/2019
Cuộc sống con người sẽ như thế nào sau 50 năm nữa?

Cuộc sống con người sẽ như thế nào sau 50 năm nữa?

Các chuyên gia đã dự báo về tương lai công nghệ của thế giới trong 50 năm nữa. Khi đó, con người sẽ di chuyển dưới nước, du lịch vũ trụ, ở nhà tự dọn dẹp…

Đăng ngày: 04/09/2019
Pháp thử nghiệm radio tiếng ồn,

Pháp thử nghiệm radio tiếng ồn, "trẻ trâu nẹt pô" sẽ tự động bị phạt tiền

Những chiếc xe máy rú ga ầm ầm chạy qua các khu dân cư, động cơ gầm thét và đánh thức mọi đứa trẻ đang say giấc sẽ sớm trở thành chuyện quá khứ ở Pháp.

Đăng ngày: 04/09/2019
Vũ khí hi-tech mới của nông dân diệt 98% côn trùng gây hại

Vũ khí hi-tech mới của nông dân diệt 98% côn trùng gây hại

Những chiếc máy bay không người lái được đưa vào sử dụng để chống lại một loại côn trùng gây hại mùa màng ở Trung Quốc.

Đăng ngày: 03/09/2019
Giới thiệu thiết bị chống sàm sỡ, quấy rối tình dục của Nhật Bản

Giới thiệu thiết bị chống sàm sỡ, quấy rối tình dục của Nhật Bản

Thiết bị này hoạt động như một con dấu tem - đóng dấu kẻ sàm sỡ bằng mực vô hình.

Đăng ngày: 03/09/2019
Tạo ra vật liệu mới

Tạo ra vật liệu mới "tan biến" ngay khi tiếp xúc với nắng

Một chất phụ gia cảm quang được các nhà nghiên cứu quân sự Mỹ cho vào polyme đã tạo ra vật liệu tan thành nước và bốc hơi ngay khi tiếp xúc với ánh nắng. Vật liệu mới này sẽ được ứng dụng trong quân sự, khoa học, xây dựng.

Đăng ngày: 01/09/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News