Trung Quốc lần đầu tiên truyền ảnh qua 100 kênh lượng tử cùng lúc

Một bức ảnh 100 pixel được các nhà vật lý Trung Quốc truyền tải đồng thời qua 100 kênh khác nhau nhờ vào hiện tượng vướng víu lượng tử.

Trung Quốc lần đầu tiên truyền ảnh qua 100 kênh lượng tử cùng lúc

Dịch chuyển lượng tử không làm vật chất biến mất ở nơi này rồi xuất hiện ở nơi khác. Phương pháp này chuyển trạng thái lượng tử của một hệ sang hệ khác nhờ trạng thái vướng víu lượng tử và kênh liên lạc cổ điển.

Các thí nghiệm trước đây đã chứng minh khả năng dịch chuyển lượng tử bằng photon, nguyên tử và qubit thể rắn trên khoảng cách hơn 100km. Tuy nhiên, bên cạnh khoảng cách, năng lực truyền nhiều thông tin cùng lúc cũng là thách thức lớn.

dich-chuyen-thong-tin-luong-tu-17644696550571089645289-68-44-417-711-crop.jpg
Vướng víu lượng tử hỗ trợ truyền tải thông tin gần như tức thời bất chấp khảng cách.

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Physical Review Letters, nhóm do các nhà vật lý Đại học Sư phạm Hoa Đông dẫn đầu đã sắp xếp 100 trạng thái phân bố không gian độc lập của ánh sáng thành lưới 10 x 10.

Mỗi trạng thái hoạt động tương tự một điểm (pixel) ảnh hoạt động độc lập, tạo thành 100 kênh dịch chuyển lượng tử riêng biệt.

Nhóm nghiên cứu tiếp tục tạo một lưới ánh sáng vướng tương ứng và phát triển hệ thống quang học có thể xử lý cả 100 kênh cùng lúc. Thông tin lượng tử trong mỗi điểm ảnh được mã hóa bằng biên độ và pha của trường ánh sáng. Khi kết hợp 100 điểm ảnh, hệ thống tạo thành hình chữ "Q" ở đầu nhận.

Cách thức truyền tín thông qua vướng víu lượng tử 100 kênh cùng lúc của nhóm nghiên cứu - Ảnh: PHYSICAL REVIEW LETTERS
Cách thức truyền tín thông qua vướng víu lượng tử 100 kênh cùng lúc của nhóm nghiên cứu - Ảnh: PHYSICAL REVIEW LETTERS

Để kiểm tra kết quả, các nhà khoa học đo mức độ tương đồng giữa trạng thái lượng tử ban đầu và trạng thái nhận được. Giá trị trung bình đạt 0,60, cao hơn giới hạn cổ điển 0,52 khi không sử dụng vướng víu lượng tử và 100 kênh đều vượt giới hạn này.

Theo nhóm nghiên cứu, kết quả cho thấy việc bổ sung nhiều kênh không nhất thiết khiến hệ thống dịch chuyển lượng tử phức tạp hơn. Công nghệ có thể giúp các mạng lượng tử truyền nhiều trạng thái thông tin cùng lúc.

Dù vậy, hệ thống hiện vẫn bị giới hạn bởi công suất laser khoảng 1watt. Laser mạnh hơn có thể cho phép mở rộng số trạng thái và tăng số kênh trong tương lai.

Internet lượng tử là gì?

Mạng internet lượng tử rời phòng thí nghiệm thực chiến trên cáp quang

Các nhà nghiên cứu đã truyền thành công các photon vướng víu qua một sợi cáp quang dài 24,4 km (15,2 dặm) nối Evanston và trung tâm thành phố Chicago của Mỹ.

Các nhà khoa học tại Đại học Northwestern (Mỹ) đã chứng minh rằng mạng internet lượng tử và mạng viễn thông cáp quang có thể cùng tồn tại.

exoticquantu.jpg
Các cặp photon bị vướng víu lượng tử có thể nằm ở 2 đầu cáp quang để truyền dữ liệu tức thời trong khi cáp vẫn truyền dẫn internet.

Máy tính lượng tử di động đầu tiên chạy qubit kim cương

Một startup của Đức vừa ra mắt hệ thống máy tính lượng tử đầu tiên trên thế giới sử dụng kim cương, vượt mốc 100 qubit.

Cỗ máy này, do các kỹ sư tại Saxon Q chế tạo, là một máy tính lượng tử dựa trên khuyết tật nitơ (NV), nghĩa là nó sử dụng các khuyết tật trong kim cương tổng hợp làm bit lượng tử (qubit) để thực hiện các phép toán lượng tử.

zigq86fyyr5xz7yytbxtgu-1280-80png.png
Bộ xử lý lượng tử dựa trên kim cương đầu tiên thế giới có kích thước vượt quá 100 qubit.

Đọc nhiều nhất

Tin mới