Ngọc quý từ Namibia nắm giữ chìa khóa quan trọng trong chế tạo máy tính lượng tử

Quốc gia ven biển Namibia không chỉ nổi tiếng với cảnh đẹp, ngọc khai thác được tại đây vừa đa dạng, lại vừa được mọi vùng miền săn đón. Nhưng trong số những cộng đồng chú ý tới ngọc quý vùng Namibia, chúng ta thấy có cả các nhà khoa học máy tính.

Từ khoáng thạch khai thác ở đất nước Nam Phi, các nhà khoa học có thể tạo ra một loại ánh sáng đặc biệt, dẫn lối cho những hệ thống máy tính lượng tử quang học mới. Theo lời nhóm nghiên cứu tới từ Đại học Thánh Andrews, những cỗ máy tính lượng tử này có thể giải những bài toán đang làm đau đầu cả ngành nghiên cứu bấy lâu nay.


Cuprite.

Phối hợp với các nhà khoa học tới từ Đại học Harvard (Mỹ), Đại học Macquarie (Úc), Đại học Aarhus (Đan Mạch), nhóm các nhà nghiên cứu sử dụng khoáng thạch cuprite (cấu tạo từ đồng oxit - Cu2O) để tạo ra giả hạt (tạm dịch, với từ gốc là “quasiparticle”) Rydberg. Với những khái niệm vật lý ta đang biết, giả hạt Rydberg trong nghiên cứu mới là trạng thái phối kết hợp giữa hạt ánh sáng và hạt vật chất, có kích cỡ lớn nhất từng ghi nhận được.

Giả hạt Rydberg liên tục chuyển đổi trạng thái giữa hạt photon và hạt vật chất. Trong trạng thái này, hạt ánh sáng và hạt vật chất như hai mặt của một đồng xu, và thông qua “mặt” vật chất của "đồng xu lượng tử", các giả hạt có thể tương tác với nhau.

Tương tác này tối quan trọng trong việc hình thành giả lập lượng tử - quantum simulator, là một loại máy tính lượng tử đặc biệt lưu thông tin bằng các bit lượng tử (qubit). Không giống với các bit máy tính được lưu với hai giá trị 0 và 1, qubit có thể hiển thị hoặc 0, hoặc 1 hoặc một trạng thái chồng của cả hai. Điều đó cho phép máy tính lượng tử lưu trữ được nhiều thông tin hơn, đồng thời thực hiện được nhiều tác vụ một lúc.

Một hệ thống giả lập lượng tử có thể giải quyết những vấn đề tồn đọng trong vật lý, hóa học, sinh học, … đồng thời lắp ghép vật chất để tìm ra những siêu vật liệu ứng dụng được cho cuộc sống tương lai.


Máy tính lượng tử của Google.

Dự án do giáo sư Hamid Ohadi dẫn dắt đã có những kết quả khả quan đầu tiên, và nhóm đã đăng tải nghiên cứu trên tạp chí Nature Materials. Giáo sư đến từ Trường Vật lý Thiên văn trực thuộc Đại học Thánh Andrews nói: “Việc tạo ra được giả lập lượng tử từ ánh sáng chính là chiếc chén thánh của ngành khoa học. Chúng tôi đã có được một bước nhảy vọt thông qua việc tạo thành giả hạt Rydberg, vốn là chìa khóa của [nghiên cứu]”.

Để tạo được giả hạt Rydberg, nhóm đã khóa chặt ánh sáng giữa hai tấm gương phản chiếu. Sau đó, các nhà khoa học dát mỏng, đánh bóng khoáng thạch cuprite khai thác từ Namibia, đặt nó vào giữa hai tấm gương. Lớp khoáng thạch chỉ mỏng 30 micromet (mỏng hơn sợi tóc con người) nằm giữa hai lớp phản chiếu đã tạo ra được giả hạt Rydberg lớn chưa từng có, gấp 100 lần kỷ lục trước đây.

Giáo sư Sai Kiran Rajendran, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, nhận định: “Việc mua khoáng thạch trên eBay dễ vô cùng. Thử thách nằm ở chỗ tạo ra được giả hạt Rydberg tồn tại trong một phổ màu hạn hẹp”.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu tới từ nhiều quốc gia đang hoàn thiện cách thức tạo giả hạt Rydberg, hướng tới chế tạo mạch lượng tử, một thành phần thiết yếu khác của giả lập lượng tử.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Người đàn ông

Người đàn ông "không có não" mà vẫn sống thách thức giới khoa học

Bệnh nhân 44 tuổi có đầy đủ nhận thức như bao người dù mang bộ não khác thường.

Đăng ngày: 26/04/2025
Bí kíp cực hay giúp bạn thoát khỏi đầm lầy

Bí kíp cực hay giúp bạn thoát khỏi đầm lầy

Nếu chẳng may bạn rơi xuống đầm lầy và phát hiện hai chân các bạn đang bị lún dần thì không được vội vàng rút chân hoặc vùng vẫy, vì càng vùng vẫy thì càng bị lún nhanh hơn và cũng mau chóng tiêu hao sức lực hơn.

Đăng ngày: 26/04/2025
Vì sao bạn hát dở, hay thậm chí không biết hát?

Vì sao bạn hát dở, hay thậm chí không biết hát?

Mọi người có co rúm người lại khi bạn hát không? Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, trong hai mươi người thì chỉ có 1 người thật sự mắc chứng không phân biệt được nốt nhạc hay chứng amusia.

Đăng ngày: 26/04/2025
Những quái vật từng

Những quái vật từng "làm mưa làm gió" trong thần thoại

Trong thần thoại bên cạnh những con vật hần kỳ như: Hydra và Hades, nhện khổng lồ... còn tồn tại nhiều quái vật kỳ lạ ít được biết đến và dần bị lãng quên: Sói lai sư tử Crocotta, hàm lợn đuôi voi Yale, mình trâu đầu bò Catoblepas...

Đăng ngày: 26/04/2025
Phụ nữ giọng trầm dễ được chọn làm lãnh đạo hơn

Phụ nữ giọng trầm dễ được chọn làm lãnh đạo hơn

Cả phụ nữ và nam giới đều thích những người lãnh đạo nữ có giọng trầm hơn so với những người có giọng cao, thậm chí trong cả các vị trí nữ lãnh đạo truyền thống, theo một nghiên cứu mới cho biết.

Đăng ngày: 26/04/2025
Khám phá phương pháp mới tạo ra nước

Khám phá phương pháp mới tạo ra nước

Các nhà khoa học tại Đại Học Illinois đã khám phá ra một phương pháp mới tạo ra nước mà không sinh ra tiếng nổ bốp sau phản ứng hóa học. Họ không chỉ tạo ra nước từ những thành phần “không tưởng” ban đầu, như rượu, mà thí nghiệm của họ

Đăng ngày: 25/04/2025
Những điều hiển nhiên nhưng không phải ai cũng biết về Giáng sinh

Những điều hiển nhiên nhưng không phải ai cũng biết về Giáng sinh

Lễ Giáng sinh được tổ chức ở nhiều nước trên thế giới với nhiều điều thú vị, thậm chí là gây kinh ngạc.

Đăng ngày: 25/04/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News