Ngày máy tính lượng tử được đặt trong nhà không còn xa nhờ nghiên cứu mới của các nhà khoa học

VietTimes – Các nhà nghiên cứu từ Đại học Copenhagen đã phát triển một kỹ thuật mới giúp giữ các bit lượng tử ánh sáng ổn định ở nhiệt độ phòng thay vì chỉ hoạt động ở -270 độ C

Công nghệ này sẽ đảm bảo tính bảo mật cho dữ liệu bằng một qubit (Ảnh: Scitech Daily)

Công nghệ này sẽ đảm bảo tính bảo mật cho dữ liệu bằng một qubit (Ảnh: Scitech Daily)

Trong thời đại công nghệ hiện nay, đa số thông tin của chúng ta đều đã được số hóa, điều quan trọng là chúng ta phải tìm cách bảo vệ dữ liệu của mình và bản thân khỏi bị tấn công.

Một trong những phương án được đưa ra đó là mã hóa lượng tử. Công nghệ này sẽ đảm bảo tính bảo mật cho dữ liệu bằng một qubit hoặc một hạt photon. Tuy nhiên, để những qubit ánh sáng này ổn định và hoạt động bình thường, chúng cần được bảo quản ở nhiệt độ âm 270 độ C, một nhiệt độ đòi hỏi điện năng và tài nguyên khổng lồ.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu được công bố gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Copenhagen đã chứng minh một phương pháp mới để lưu trữ các qubit này ở nhiệt độ phòng, và giữ được lâu hơn hàng trăm lần so với trước đây.

“Chúng tôi đã phát triển được một lớp phủ đặc biệt cho chip nhớ, giúp qubit ánh sáng rõ ràng, ổn định tại nhiệt độ phòng. Bên cạnh đó, cách thức mới này cho phép chúng tôi lưu trữ qubit ở một khoảng thời gian dài hơn, lên tới mức mili-giây chứ không còn ở micro-giây nữa - một điều bất khả thi cho tới nay. Chúng tôi thực sự hứng khởi trước thành quả mới”, Eugene Simon Polzik, giáo sư quang lượng tử công tác tại Viện Niels Bohr cho hay.

Lớp phủ đặc biệt bọc chip nhớ khiến việc lưu trữ qubit dễ dàng mà không cần tới thiết bị làm lạnh chuyên dụng thường gây khó khăn khi vận hành và đòi hỏi nhiều năng lượng.

Do đó, phát minh mới sẽ khiến máy tính lượng tử rẻ hơn, dễ ứng dụng hơn.

“Lợi ích của việc lưu trữ qubit ở nhiệt độ phòng là đây, nó không cần tới dung dịch heli lỏng hay một hệ thống laser phức tạp để giữ cho nhiệt độ ở mức thấp. Đồng thời, đây cũng là công nghệ đơn giản ứng dụng được cho một mạng internet lượng tử tương lai”, giáo sư Karsten Dideriksen, một chuyên gia khác làm việc trong dự án, nhận định.

“Bên trong chip của chúng tôi là hàng ngàn các nguyên tử bay loạn, phóng ra các hạt photon, hay còn được gọi là qubit ánh sáng. Khi nguyên tử gặp nhiệt độ cao, chúng di chuyển nhanh hơn, va chạm với nhau và với thành con chip. Đây là hành động khiến chúng tỏa ra những photon có đặc tính khác nhau. Chúng tôi cần các photon phải tương đồng để ứng dụng được công nghệ lượng tử vào các hệ thống liên lạc”, giáo sư Eugene Polzik nhận định.

“Đó là lý do tại sao chúng tôi phát triển một phương thức bảo vệ bộ nhớ nguyên tử, thông qua một lớp phủ đặc biệt bọc vào chip nhớ. Lớp phủ có cấu trúc tương tự sáp này sẽ giảm thiểu lực va chạm của hạt photon vào thành chip, khiến các hạt photon tương đồng và ổn định. Chúng tôi còn sử dụng một lớp lọc đặc biệt để lấy được những hạt photon giống nhau”.

Mặc dù khám phá mới là một bước đột phá trong nghiên cứu lượng tử, nó vẫn cần nhiều thời gian để thử nghiệm trước khi đưa vào thực tế.

“Hiện tại, chúng tôi mới sản xuất qubit ánh sáng ở tốc độ thấp, khoảng một photon mỗi giây, trong khi đó hệ thống làm lạnh có thể tạo ra hàng triệu photon với cùng khoảng thời gian ấy. Thế nhưng, chúng tôi tin rằng công nghệ này có những lợi thế quan trọng, và chúng tôi sẽ sớm vượt qua được thử thách”, ông Eugene kết luận.

Theo Scitech Daily