Hình chụp: Phòng thí nghiệm Atatüre / Đại học Cambridge
Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts và Đại học Cambridge đã tạo ra và thử nghiệm một thiết bị mang tính cách mạng có thể cho phép truyền thông tin nhanh chóng và hiệu quả trên Internet lượng tử trong tương lai. Kết quả nghiên cứu được phát hành trên tạp chí Nature Photonics.
Thiết bị này là một ống dẫn sóng quang tử nano làm bằng kim cương, trong đó một số nguyên tử carbon được thay thế bằng nguyên tử thiếc. Cấu trúc này giúp ngăn chặn sự mất kết hợp khi các đặc tính lượng tử của một hệ suy giảm do tiếp xúc với môi trường, chẳng hạn như từ trường. Trong trường hợp này, các qubit có thể tiếp tục tương tác với các photon truyền qua sợi quang và mang thông tin.
Cả hai yêu cầu đều được hiện thực hóa bằng cách tích hợp chung hai loại qubit khác nhau vào vi mạch, một trong số đó đảm nhận chức năng lưu trữ thông tin lượng tử và loại còn lại – truyền nó. Một qubit được biểu thị bằng spin electron tương tác tốt với môi trường xung quanh, trong khi một qubit từ hạt nhân thiếc thì không. Sự tương tác giữa spin electron và hạt nhân làm tăng mức năng lượng siêu tinh tế, điều này rất quan trọng để lưu trữ và xử lý thông tin lượng tử.
Trong thí nghiệm, thiết bị được tích hợp một sợi quang và phát hiện thành công tới 5 photon truyền qua liên tiếp. Bằng cách này, nhiều vi mạch có thể hoạt động như các nút, mở đường cho các mạng lượng tử quy mô lớn.
Trước đây có thông tin cho rằng các nhà khoa học tại Viện Quang học Lượng tử Max Planck và các nhà vật lý lý thuyết tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc là những người đầu tiên tạo ra các phức hợp siêu phân tử chỉ có thể tồn tại trong điều kiện cực lạnh – ở nhiệt độ 134 nanokelvin trên độ không tuyệt đối. Chúng có những đặc điểm độc đáo giúp tạo ra vật liệu cho điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi.
