Nghiên cứu mới đạt bước tiến lớn hướng tới internet lượng tử

(Ngày Nay) - Trong thí nghiệm, khi photon đơn gặp một photon trong cặp vướng víu, trạng thái của nó lập tức được chuyển sang photon còn lại đang ở xa - chính là hiện tượng dịch chuyển lượng tử.
Nghiên cứu mới đạt bước tiến lớn hướng tới internet lượng tử

Các nhà khoa học Đức vừa thực hiện một bước tiến lớn hướng tới internet lượng tử - mạng truyền thông siêu an toàn của tương lai, khi lần đầu tiên dịch chuyển thông tin giữa các photon phát ra từ hai chấm lượng tử (quantum dot) khác nhau.

Kết quả được công bố trên Nature Communications.

Chấm lượng tử là những cấu trúc siêu nhỏ trong vật liệu bán dẫn có khả năng phát ra từng photon riêng lẻ. Trong truyền thông lượng tử, mỗi photon mang một “bit lượng tử” - ví dụ như hướng phân cực của ánh sáng. Điều đặc biệt là nếu bị "nghe lén," photon sẽ để lại dấu vết ngay lập tức, giúp hệ thống phát hiện can thiệp.

Tuy nhiên, muốn “dịch chuyển tức thời” thông tin lượng tử, các photon phải gần như giống hệt nhau về màu sắc và thời điểm phát ra. Điều này rất khó, nhất là khi chúng được tạo ra từ các nguồn khác nhau.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Stuttgart đã giải quyết được bài toán này bằng cách tạo hai nguồn photon bán dẫn gần như đồng nhất và dùng bộ chuyển đổi tần số để tinh chỉnh những sai lệch nhỏ.

Một nguồn tạo ra photon đơn, nguồn còn lại tạo ra cặp photon "vướng víu" - tức là chúng chia sẻ cùng một trạng thái dù cách xa nhau.

Trong thí nghiệm, khi photon đơn gặp một photon trong cặp vướng víu, trạng thái của nó lập tức được chuyển sang photon còn lại đang ở xa - chính là hiện tượng dịch chuyển lượng tử. Hai điểm thí nghiệm được nối bằng đoạn cáp quang dài 10 mét.

Nhóm cho biết tỷ lệ thành công đạt hơn 70% và họ đang hướng tới khoảng cách xa hơn nhiều. Trước đó, trạng thái vướng víu từ chấm lượng tử từng truyền được 36 km qua mạng cáp quang của Stuttgart.

Thành tựu này là bước quan trọng để chế tạo bộ lặp lượng tử (quantum repeater) – thiết bị giúp truyền tín hiệu lượng tử đường dài. Khác với internet hiện nay, tín hiệu lượng tử không thể khuếch đại hay sao chép, vì vậy chỉ bộ lặp lượng tử mới có thể “làm mới” thông tin mà không làm mất tính bảo mật.

Dự án thuộc chương trình quốc gia Quantenrepeater.Net của Đức, với sự tham gia của hơn 40 đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp. Các nhà khoa học kỳ vọng những thử nghiệm nền tảng như thế này sẽ mở đường cho mạng lượng tử thực sự trong tương lai.

"Siêu El Nino" sắp quay trở lại, điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất?
"Siêu El Nino" sắp quay trở lại, điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất?
(Ngày Nay) - Sự trở lại của hiện tượng El Nino tại vùng Thái Bình Dương được dự báo sẽ gây ra những xáo trộn ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu trong thời gian tới. Hiện tượng này có thể sẽ tạo nên những sự trái ngược về thời tiết trên khắp các châu lục. Đồng thời, đây còn là lời cảnh báo về sự nóng lên toàn cầu, đưa thế giới vào một giai đoạn biến đổi khí hậu phức tạp hơn.
Ảnh minh họa
Trẻ em cần ngủ nhiều hơn cha mẹ nghĩ
(Ngày Nay) - Giấc ngủ tưởng như là nhu cầu tự nhiên lại đang trở thành “bài toán” không dễ giải trong nhiều gia đình hiện đại. Không chỉ trẻ em thiếu ngủ, mà chính cha mẹ cũng đang hiểu chưa đúng về nhu cầu giấc ngủ của con mình. Nếu không được nhận diện và điều chỉnh kịp thời, có thể ảnh hưởng lâu dài đến sự phát triển toàn diện của trẻ.