Dịch chuyển lượng tử một hạt photon mang thông tin vào khoảng trống nằm giữa viên kim cương

Nhóm nghiên cứu tới từ Đại học Quốc gia Yokohama vừa trở thành những người đầu tiên thực hiện “phép màu”: họ dịch chuyển tức thời một photon ánh sáng vào một khoảng không rỗng nằm bên trong một viên kim cương.

Một phép so sánh để nghiên cứu dịch chuyển tức thời dễ hiểu hơn đôi phần: bạn hãy tưởng tượng mình nhìn thấy ánh sáng từ đèn phản chiếu bên trong một viên kim cương, khi bạn đưa viên kim cương sang phòng khác và cái đèn vẫn ở nguyên vị trí, ánh sáng trong viên kim cương vẫn còn. Về cơ bản, đó chính là những gì các nhà khoa học làm được, nhưng thay vì ánh sáng từ cả cái đèn, họ chỉ làm được với một hạt photon thôi.


Các nhà khoa học dịch chuyển tức thời một photon ánh sáng vào khoảng không rỗng nằm bên trong một viên kim cương.

Theo thông cáo báo chí của EurekAlert đăng tải, đây là cách thức các nhà khoa học thực hiện được màn “ảo thuật”:

Để điều chỉnh được một electron và một đồng vị carbon trong khoảng trống… đội ngũ nghiên cứu đã gắn một dây dẫn có kích cỡ ¼ sợi tóc con người lên bề mặt viên kim cương. Họ đưa vào dây vi sóng và sóng vô tuyến để tạo ra một từ trường dao động xung quanh viên kim cương.

Sau đó điều chỉnh vi sóng để tạo ra điều kiện lý tưởng để có thể thực hiện đưa thông tin lượng tử vào bên trong viên kim cương.

Khoảng trống bên trong viên đá quý thực chất là một lỗi tự nhiên, một lỗ hổng mà đáng lý phải có carbon nhưng thực tế lại thiếu. Chính nhờ khoảng trống đó, đội ngũ nghiên cứu mới có thể đưa hạt photon vào.


Khoảng trống bên trong viên đá quý thực chất là một lỗi tự nhiên.

Khoa học vẫn sử dụng hạt photon để thực hiện thử nghiệm rối lượng tử - hai hạt vật chất được gắn bó chặt chẽ dù chúng cách xa tới mức nào, trạng thái của một hạt sẽ ngay lập tức ảnh hưởng tới trạng thái của hạt kia qua liên kết chặt chẽ đó.

Lợi dụng hành động kì quái đó, việc dịch chuyển lượng tử đã cho phép trạng thái của một hạt được chuyển tới một hạt khác mà không cần tới một tác động vật lý nào. Cũng giống như dịch chuyển tức thời trong phim khoa học viễn tưởng vậy, nhưng thay vì chuyển vật thể từ nơi này sang nơi khác, dịch chuyển lượng tử dùng để truyền thông tin giữa một cặp hạt rối lượng tử.

Đây là thành tựu lớn. Bằng nghiên cứu mới, đội ngũ tại Đại học Yokohama đưa một photon vào trong một khoảng không trên lý thuyết là không thể xâm nhập được; nghiên cứu này có thể đặt nền móng cho một mạng lưới thông tin an toàn tuyệt đối.

TIN CŨ HƠN
Thang máy rơi tự do, nếu nhảy lên thì có sống được không?

Thang máy rơi tự do, nếu nhảy lên thì có sống được không?

"Đi thang máy coi chừng bị đứt cáp, bị kẹt...". Với lo lắng này, không ít người "tẩy chay" thang máy, hoặc mắc hội chứng sợ thang máy. Thực tế thì sao?

Đăng ngày: 29/08/2025
Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng là một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, khi Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Đăng ngày: 28/08/2025
Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn

Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn "hết hồn"

Khu rừng già Amazon rộng lớn luôn ẩn chứa những điều bí ẩn chưa được khám phá, khiến chuyến đi vào rừng đầy rẫy hiểm nguy nhưng không kém phần thú vị và kích thích trí tò mò.

Đăng ngày: 28/08/2025
Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Bạn biết không, rắn là một trong những loài có độ phân bổ sinh học tương đối rộng. Chỉ cần có điều kiện phù hợp, rắn chắc chắn sẽ xuất hiện.

Đăng ngày: 27/08/2025
Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em sinh đôi người Mỹ Sienna và Sierra Bernal được đánh giá là độc nhất vô nhị khi một trong số họ chỉ có kích thước cơ thể bằng một nửa người còn lại.

Đăng ngày: 27/08/2025
Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước, thạch anh vỡ vụn phản ứng với nước, cung cấp điều kiện cần thiết cho tiến hóa của vi sinh vật quang hợp sản sinh phần lớn oxy trong khí quyển ngày nay.

Đăng ngày: 27/08/2025
Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Một thí nghiệm mới đây (2/11) của các nhà khoa học tại Đại học Bristol của Anh, lần đầu tiên cho thấy, ánh sáng ở dạng hạt và sóng đồng thời cùng một lúc, có thể giải mã bí ẩn bản chất thật sự của ánh sáng và toàn bộ thế giới lượng tử.

Đăng ngày: 26/08/2025
Khoa Học News