Đức lập kỷ lục về sự vướng víu lượng tử
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. 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.
Cánh diều khổng lồ lớn 500 mét vuông, kéo được cả tàu chở hàng dài 154 mét
Công ty Airseas của Pháp đã phát triển một chiếc diều có tên Seawing, họ tin nó có thể kéo được cả một con tàu chở hàng lớn di chuyển trên biển.
Cánh "cổng liên lạc" trong phim viễn tưởng xuất hiện tại châu Âu
Một “cánh cổng thần kỳ” hệt trong phim sci-fi là ý tưởng của Lithuania và Ba Lan, nhằm kết nối con người của hai thành phố cách nhau 600km này.
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn
Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.
Thời đại vi chip sắp kết thúc, hãy chuẩn bị chào đón kỷ nguyên của siêu chip
Để các thiết bị liên tục phá vỡ các giới hạn về hiệu năng, các kỹ sư bán dẫn tìm ra một phương pháp đơn giản: làm các con chip ngày càng to ra.
"Áo điều hòa" hòa giúp người lao động Nhật Bản hạ nhiệt trong mùa hè oi bức
Một loại áo trông có vẻ không thời trang lắm, căng phồng khi mặc vào vì có hai chiếc quạt bên trong, nhưng lại đang rất hút khách tại Nhật vì giúp người dân nơi này giải nhiệt mùa hè.
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ
Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.
