Bước tiến mới trong tính toán lượng tử

(Hóa học ngày nay-H2N2)-Các nhà vật lý tại Đại học California, Santa Barbara, đã thực hiện một tiến bộ quan trọng trong kiểm soát bằng điện các trạng thái lượng tử của các điện tử, một bước tiến có thể giúp phát triển tính toán lượng tử. Nghiên cứu được xuất bản trực tuyến trên trang web Science Express.
Các nhà nghiên cứu đã trình diễn khả năng thao tác bằng điện ở tốc độ gigahec, các trạng thái lượng tử của điện tử bị kẹt ở các khuyết tật cá thể trong các tinh thể kim cương. Điều này có thể giúp phát triển máy tính lượng tử có thể sử dụng spintronic để thực hiện tính toán với tốc độ cao chưa từng có.

Sử dụng ống dẫn sóng điện từ trong các chip kim cương, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các từ trường đủ lớn để chuyển trạng thái từ tính của một khuyết tật cấp độ nguyên tử ít hơn 1 phần tỷ giây. Kỹ thuật viba sử dụng trong thí nghiệm này tương tự như kỹ thuật trong công nghệ chụp ảnh cộng hưởng từ.

Thành tựu quan trọng trong nghiên cứu này là đưa đến triển vọng mới về cách thức thực hiện thao tác cộng hưởng như vậy. Greg Fuchs, tác giả chính của bài báo, thuộc Đại học California cho biết: “Chúng tôi tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu xem có giới hạn thực tế đối với mức độ chúng ta có thể thao tác nhanh các trạng thái lượng tử này ở kim cương. Cuối cùng, chúng tôi đạt đến điểm mà các giả định chuẩn về cộng hưởng từ không còn có hiệu lực nữa, nhưng chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy mình thật sự tăng được vận tốc hoạt động bằng cách phá vỡ các giả định thông thường”. Trong khi các kết quả này không chắc thay đổi được công nghệ chụp cộng hưởng từ nhưng chúng đem lại hy vọng cho lĩnh vực tính toán lượng tử mới ra đời. Trong lĩnh vực này, các trạng thái điện tử riêng biệt đóng vai trò các tranzito thực hiện tính toán truyền thống.

David Awschalom, giáo sư vật lý, điện và kỹ thuật máy tính tại Đại học California nhận định: Trên quan điểm đổi mới công nghệ, vẫn có nhiều điều cần nghiên cứu về các hệ thống kiểm soát lượng tử. Tuy nhiên, điều thú vị khi nhận thấy rằng chúng ta đã có thể kiểm soát bằng điện trạng thái lượng tử của chỉ một vài nguyên tử với tốc độ gigahec – tốc độ có thể so sánh được với tốc độ của máy tính ở nhà bạn.

Theo ScienceDaily/Nasati