Các nhà nghiên cứu của Đại học Copenhagen đã nâng cao công nghệ lượng tử của họ đến mức mà công nghệ điện toán cổ điển không còn theo kịp. Họ đã phát triển một con chip, với sự hỗ trợ tài chính, có thể được mở rộng quy mô và được sử dụng để xây dựng trình mô phỏng lượng tử của tương lai. Kết quả của họ hiện đã được công bố trên Science Advances .
Đột phá lớn về máy tính: Các nhà nghiên cứu Copenhagen hiện có thể đạt được “Lợi thế lượng tử”
Lần đầu tiên đến với Google. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Viện Niels Bohr của Đại học Copenhagen phối hợp với Đại học Bochum đã tham gia cùng Google trong cuộc đua xây dựng máy tính lượng tử đầu tiên trên thế giới với thứ mà họ gọi là “bước đột phá lớn”.
“Giờ đây chúng tôi sở hữu công cụ giúp chúng ta có thể xây dựng một bộ mô phỏng lượng tử có thể hoạt động tốt hơn một máy tính cổ điển. Đây là một bước đột phá lớn và là bước đầu tiên vào lãnh thổ chưa được khám phá trong thế giới vật lý lượng tử, ”Giáo sư Peter Lodahl, Giám đốc Trung tâm Mạng lượng tử Lai (Hy-Q) khẳng định.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã phát triển một con chip nano có độ dày nhỏ hơn 1/10 sợi tóc người. Con chip này cho phép chúng tạo ra đủ các hạt ánh sáng ổn định, được gọi là photon, được mã hóa bằng thông tin lượng tử để mở rộng quy mô công nghệ và làm như vậy, có thể đạt được điều được gọi là 'lợi thế lượng tử': trạng thái mà thiết bị lượng tử có thể giải quyết được giao nhiệm vụ tính toán nhanh hơn siêu máy tính mạnh nhất thế giới.
Một thử nghiệm trị giá 10 triệu Euro
Trong khi các nhà nghiên cứu vẫn chưa tiến hành một thí nghiệm thực tế về 'lợi thế lượng tử', bài báo của họ trên Science Advances đã chứng minh rằng con chip của họ tạo ra một nguồn cơ lượng tử có thể được sử dụng để đạt được 'lợi thế lượng tử' với công nghệ đã được chứng minh.
Để đạt được trạng thái này, người ta có thể kiểm soát khoảng 50 bit lượng tử, "qubit" - vật lý lượng tử tương đương với bit nhị phân của số không và bit được sử dụng trong máy tính cổ điển của chúng ta - trong một thiết lập thử nghiệm toàn diện vượt xa khả năng của trường đại học phương tiện tài chính.
Nhóm nghiên cứu đằng sau phát hiện mới từ Viện Niels Bohr ở Copenhagen, Đan Mạch. Tín dụng: Viện Niels Bohr
“Chúng tôi có thể tiêu tốn 10 triệu Euro để thực hiện một thí nghiệm thực tế kiểm soát đồng thời 50 photon, giống như Google đã làm với qubit siêu dẫn. Đơn giản là chúng tôi không thể mua được. Tuy nhiên, những gì chúng tôi với tư cách là các nhà nghiên cứu khoa học có thể làm là phát triển một nguồn photon và chứng minh rằng nó có thể được sử dụng để đạt được 'lợi thế lượng tử'. Chúng tôi đã phát triển nền tảng cơ bản, ”Trợ lý Giáo sư Ravitej Uppu, tác giả chính của kết quả giải thích.
“Trong thời gian chờ đợi, chúng tôi sẽ sử dụng các nguồn photon của mình để phát triển các bộ mô phỏng lượng tử mới và tiên tiến nhằm giải quyết các vấn đề sinh hóa phức tạp, chẳng hạn, có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới. Vì vậy, chúng tôi đang chuẩn bị các bước tiếp theo cho công nghệ này. Học tại một trường đại học cho phép người ta thiết lập nền tảng của công nghệ và thể hiện các khả năng, trong khi việc nâng cấp công nghệ rõ ràng đòi hỏi đầu tư lớn hơn. Chúng tôi sẽ làm việc để thiết lập một tập đoàn lớn mạnh của châu Âu gồm các đối tác học thuật và công nghiệp, tập trung vào việc xây dựng các bộ mô phỏng lượng tử quang tử với 'lợi thế lượng tử', Peter Lodahl tiếp tục.
Một tương lai tươi sáng cho việc nâng cấp máy tính lượng tử
Nhiều trường phái khác nhau tồn tại trong thế giới phát triển qubit cho máy tính lượng tử, tùy thuộc vào “khối xây dựng lượng tử” mà người ta bắt đầu với: nguyên tử, electron hoặc photon. Mỗi nền tảng đều có ưu và nhược điểm, và vẫn khó dự đoán công nghệ nào sẽ thành công.
Ưu điểm chính của máy tính lượng tử dựa trên ánh sáng là công nghệ đã có sẵn để mở rộng lên nhiều qubit vì sự sẵn có của các chip quang tử tiên tiến, được phát triển cho ngành viễn thông. Một thách thức lớn để tạo ra qubit photon là làm như vậy với chất lượng đủ cao. Đây chính là nơi mà các nhà nghiên cứu Copenhagen đã đạt được bước đột phá của họ.
“Đan Mạch và Châu Âu có truyền thống đáng tự hào trong nghiên cứu quang học lượng tử, đồng thời là một nền công nghiệp viễn thông và cơ sở hạ tầng mạnh mẽ. Sẽ thực sự thú vị nếu kết hợp những điểm mạnh này trong một sáng kiến quy mô lớn dành riêng cho máy tính lượng tử quang tử. Peter Lodahl cho biết sẽ thật tuyệt vời khi trở thành một phần của quá trình mở rộng từ vật lý lượng tử cơ bản đến các ứng dụng công nghệ mới.
Sự thật:
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một con chip nano có khả năng tạo ra hàng trăm hạt ánh sáng (photon) có thể được sử dụng để lưu trữ lượng dữ liệu khổng lồ dưới dạng thông tin lượng tử.
Nanochip tạo ra các hạt ánh sáng chứa thông tin và có thể được sử dụng làm phần cứng trong các máy tính lượng tử của ngày mai, giống như cách mà các bóng bán dẫn điện được sử dụng trong các máy tính thông thường ngày nay.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Đan Mạch, Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu và Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Đổi mới Đan Mạch và là sự hợp tác với Đại học Bochum, Đức.
Nguồn: scitechdaily.com
0 nhận xét:
Đăng nhận xét