Trung Quốc lập kỷ lục đáng ngạc nhiên về rối lượng tử

05/12/2018 - 09:15 - Nguồn: vnreview.vn Yêu cầu xóa tin

Theo Live Science, các nhà khoa học đã tạo ra 6 photon đặc biệt lưu trữ 18 qubit (các bit thông tin lượng tử). Ba qubit lưu trữ trong mỗi photon là điều chưa từng có trước đây và nó là một kỷ lục cho số lượng qubit liên kết với nhau thông qua hiện tượng rối lượng tử.

Vậy tại sao điều này lại đáng chú ý?

Tất cả công việc diễn ra trên máy tính thông thường hay bất cứ thiết bị nào bạn đang sử dụng để đọc bài viết này đều hoạt động dựa vào các phép tính sử dụng bit, chuyển đổi qua lại giữa hai trạng thái phân cực của photon (với "1" được biểu diễn bởi sự phân cực ngang và "0" được biểu diễn bởi sự phân cực dọc). Các máy tính lượng tử tính toán sử dụng các qubit, tương tự như dao động giữa hai trạng thái nhưng hoạt động theo các quy tắc kỳ lạ của vật lý lượng tử.

 Không giống như các bit thông thường, qubit có thể có trạng thái không xác định - không có 1 cũng không có 0, nhưng có thể tồn tại cả hai trạng thai  và trở thành kết nối kỳ quặc hoặc bị vướng víu, do đó trạng thái của bit này tác động trực tiếp đến bit kia. Điều này, về lý thuyết, cho phép máy tính thông thường thực hiện tất cả các phép toán. Tuy nhiên, hiện tại điện toán lượng tử đang thử nghiệm giai đoạn đầu. Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng làm những gì có thể như trong nghiên cứu này.

Sydney Schreppler, nhà vật lý lượng tử tại Đại học California ở Berkeley, người không tham gia nghiên cứu, cho biết thành tựu này khó có thể đạt được vì nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) định lưu trữ số lượng lớn qubit vào rất ít hạt photon. Bà nói:"Nếu mục tiêu là tạo ra 18 hạt "vướng víu" như đã làm trước đây thì nó sẽ là một quá trình chậm chạp".

Cụ thể, phải mất nhiều thời gian để tạo nên 6 hạt trong tình trạng vướng víu lượng tử trong cuộc thử nghiệm trước đây, trong khoảng thời gian tính toán của máy tính, thời điểm một quá trình vướng víu mới bắt đầu cho mỗi phép tính. Và mỗi hạt được bổ sung vào tình trạng vướng víu này sẽ chiếm nhiều thời gian để hòa hợp hơn là cái trước. Cho đến một thời điểm nó sẽ trở nên vô lý khi tạo sự vướng víu 18 qubit và 1 qubit kế tiếp nhau.

Mặc dù có rất nhiều thí nghiệm lượng tử liên quan đến hơn 18 qubit, nhưng trong những thí nghiệm đó, các qubit không bị vướng víu. Thay vào đó, các hệ thống chỉ xảy ra vướng víu một số qubit lân cận cho mỗi phép tính.

Trong một bài báo đăng ngày 28/6 trên tạp chí Physical Review Letters, có sẵn trên máy chủ arXiv, để 6 photon lưu trữ 3 qubit trong mỗi hạt, các nhà nghiên cứu đã lợi dụng "mức độ tự do" của photon.  Khi một qubit được mã hóa thành một hạt, nó được mã hóa để hạt có thể chuyển đổi qua lại giữa các trạng thái, giống như sự phân cực hoặc spin lượng tử của nó. Mỗi trong số đó là "mức độ tự do".

Một thí nghiệm lượng tử điển hình chỉ liên quan đến một mức độ tự do của tất cả các hạt liên quan. Nhưng các hạt như photon sẽ có nhiều bậc tự do. Và bằng cách mã hóa sử dụng nhiều hơn một mức độ cùng lúc, điều mà các nhà nghiên cứ đã từng làm trước đây, nhưng không đến mức cực đoan như thế này là tạo ra một hệ thống lượng tử lưu trữ nhiều thông tin hơn vào ít hạt hơn.

Schreppler nói,"Nó giống như bạn có sáu bit trong máy tính, nhưng mỗi bit lại tăng gấp ba số lượng thông tin có thể lưu trữ được và chúng có thể làm điều đó khá nhanh chóng và hiệu quả. "

Thực tế, các nhà nghiên cứu USTC đã thành công ở thử nghiệm này, không có nghĩa là các thí nghiệm tính toán lượng tử ở những nơi khác sẽ bắt đầu nghiên cứu nhiều hơn về mức độ tự do của hạt. Các photon đặc biệt hữu ích đối với một số loại hoạt động lượng tử nhất định, quan trọng nhất là mạng lượng tử, trong đó thông tin được truyền đi giữa nhiều máy tính lượng tử. Nhưng các dạng qubit khác, giống như các qubit trong các mạch siêu dẫn mà Schreppler đang phát triển, có thể không thực hiện thao tác này một cách dễ dàng như vậy.

Một bài báo đặt ra câu hỏi là liệu tất cả các qubit tương tác có tương đương nhau hay không, hoặc liệu có sự khác biệt giữa các tương tác qubit trên cùng một hạt tương tác hay tương tác qubit trên mức độ tự do khác nhau hay không.

Trên đường, các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo, loại thiết lập thử nghiệm này có thể cho phép tính toán lượng tử nhất định, cho đến nay, chỉ được thảo luận về mặt lý thuyết và chưa bao giờ được đưa vào hoạt động.

Các nhà nghiên cứu nói trong một bài báo rằng trong tương lai thử nghiệm này có thể áp dụng cho các phép tính toán lượng tử nhất định mặc dù cho đến nay nó chỉ được thảo luận trên mặt lý thuyết và chưa được đưa vào hoạt động.

Zenda

  • Đánh giá nhanh Nokia 3.1 Plus: chiếc smartphone ngon, bổ, rẻ Đánh giá nhanh Nokia 3.1 Plus: chiếc smartphone ngon, bổ, rẻ

    Không quá nổi bật ở một đặc tính cụ thể nào nhưng vẫn đủ mang đến trải nghiệm tốt cho người dùng là những gì Nokia 3.1 Plus có thể làm được.

  • Python đang dần trở thành ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất thế giới Python đang dần trở thành ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất thế giới

    "Tôi chưa từng nghĩ sẽ tạo ra một ngôn ngữ được sử dụng rộng rãi", Guido van Rossum, một nhà khoa học máy tính người Hà Lan, người tạo ra ngôn ngữ lập trình Python vào năm 1989, nói. Thế nhưng, sau gần 3 thập kỉ, phát minh của ông đã gần như vượt qua tất cả các đối thủ khác và đưa ngôn ngữ này vào tầm tay của những người "đang lạc lối". Trong 12 tháng qua, người Mỹ đã tìm kiếm Python trên Google nhiều hơn so với từ khóa Kim Kardashian, một ngôi sao truyền hình thực tế. Số lần tìm ...

  • Lenovo ra mắt bộ đôi máy trạm di động ThinkPad siêu mỏng, nhẹ Lenovo ra mắt bộ đôi máy trạm di động ThinkPad siêu mỏng, nhẹ

      - Bộ đôi máy trạm di động ThinkPad P1 và P72, thành viên mới nhất của dòng máy trạm di động thương hiệu ThinkPad vừa được Lenovo ra mắt vào hôm nay, 12/12. Đây là mẫu máy trạm di động mỏng nhất, nhẹ nhất của Lenovo ở thời điểm này… ThinkPad P1 giúp thỏa mãn yêu cầu của người dùng về hiệu suất và độ tin cậy máy trạm trong một thiết kế mỏng nhẹ. ThinkPad P1 cho người dùng một trải nghiệm cao cấp cả về thiết kế, cảm nhận, công năng và chất lượng của máy. Với bề mặt phủ màu đen đậm chất ...

  • Cảnh báo mã độc tống tiền mới GandCrab đang tấn công người dùng Internet Việt Nam Cảnh báo mã độc tống tiền mới GandCrab đang tấn công người dùng Internet Việt Nam

    Chiều 11/12, Tập đoàn công nghệ Bkav vừa phát đi cảnh báo một biến thể mới của mã độc mã hóa tống tiền GandCrab đang tấn công trên diện rộng người dùng Internet Việt Nam. Thống kê từ hệ thống giám sát virus của Bkav, tại Việt Nam đã có 3.900 trường hợp máy tính bị virus này mã hóa dữ liệu tống tiền. Chuyên gia Bkav cho biết, mã độc mới GandCrab đang lây tại Việt Nam thuộc thế hệ thứ 5 của GandCrab. Thế hệ thứ nhất của GandCrab được phát hiện lần đầu trên thế giới vào tháng 1/2018. ...

  • Thời tiết miền Bắc: Trời mưa rét đến bao giờ? Thời tiết miền Bắc: Trời mưa rét đến bao giờ?

    Theo Trung tâm Dự báo khí tượng và thủy văn Trung ương, thời tiết miền Bắc từ nay đến cuối tuần, thậm chí kéo dài đến ngày 21/12, tức thứ Sáu tuần sau, trời rét, một số nơi trời rét đậm, có mưa vài nơi. Do ảnh hưởng của không khí lạnh tăng cường, miền Bắc đang hứng chịu một đợt mưa lan rộng và kéo dài. Không khí lạnh tăng cường, Bắc Bộ trời rét đậm, vùng núi có nơi rét hại với nhiệt độ thấp nhất đêm nay 10-13 độ, vùng núi 8-10 độ, cộng vói mưa nên rét cắt da cắt thịt. Vùng núi cao ...