Làm rối được một bộ 3 chấm lượng tử silicon, nhóm các nhà nghiên cứu Nhật tạo nên đột phá ngành máy tính lượng tử
Trong ngày mai, máy tính lượng tử sẽ vận hành với hiệu năng cao hơn máy tính truyền thống, nhưng đây vẫn chưa phải câu chuyện hiện tại. Với đột phá mới được thực hiện bởi các nhà vật lý học N…
Trong ngày mai, máy tính lượng tử sẽ vận hành với hiệu năng cao hơn máy tính truyền thống, nhưng đây vẫn chưa phải câu chuyện hiện tại. Với đột phá mới được thực hiện bởi các nhà vật lý học Nhật Bản, là lần trước tiên đưa ba chấm lượng tử silicon vào trạng thái rối, ước mong đã gần thêm một bước.
Máy tính lượng tử tận dụng những tương tác kỳ quái của thế giới hiển vi, chúng có thể lưu trữ và dùng đồng thời ba dạng dữ liệu (là 0; 1 và cùng lúc cả 0 và 1) để chóng vánh thực hành những phép toán phức tạp. Ta có thể chi phối những hạt vật chất này bằng nhiều cách, và phương pháp “rối lượng tử” là một trong những kỹ thuật giúp ta có được cỗ máy tính siêu việt.
Cổng hiển vi rối lượng tử với một chấm lượng tử khác, tạo ra một cặp 3 qubit rối với nhau.
trạng thái rối lượng tử khiến cho hai hạt vật chất kết liên chặt chịa, cho ra những kết quả đo đạc y như nhau dù cách xa nhau đến mấy. Nó khiến những anh tài như Albert Einstein cũng phải kinh ngạc cực độ, gọi nó là “hoạt động kỳ quái ở khoảng cách xa” và cho rằng đó là lý do lý thuyết về cơ học lượng tử vẫn chưa được hợp nhất.
Trong máy tính lượng tử, rối lượng tử cho phép dữ liệu được truyền đi nhanh hơn, song song cải thiện khả năng sửa lỗi dữ liệu. Qubit, đơn vị căn bản của thông tin lượng tử, thường rối với nhau theo cặp. Nhưng trong thể nghiệm mới, nhóm chuyên gia tại trọng điểm nghiên cứu khoa học vật chất RIKEN đã thành công trong việc làm rối lượng tử ba qubit là ba hạt silicon lại với nhau.
thử nghiệm mới sử dụng các qubit được làm từ những vòng silicon tí hon được gọi là các chấm lượng tử. Chúng là ứng cử viên hàng đầu trong chế tạo qubit cho máy tính lượng tử không chỉ vì silicon được dùng rộng rãi trong chế tạo đồ điện tử, mà còn bởi vòng silicon hiển vi ổn định được lâu hơn, dễ điều khiển hơn, hoạt động ở một mức nhiệt độ khả thi hơn và có tiềm năng tăng quy mô tương đối dễ dàng.
Làm rối được ba qubit silicon lại là bước quan yếu để đạt được quơ những điểm mạnh vừa nêu. thí điểm của người Nhật sẽ vượt qua đột phá trước đây, là làm rối lượng tử được ba photon với nhau.
“ Những câu lệnh dùng hai qubit là đã đủ để tiến hành các phép toán logic căn bản. Nhưng một hệ thống ba qubit rối với nhau sẽ là đơn vị tối thiểu để ta có thể tăng quy mô hệ thống và áp dụng khả năng sửa lỗi ”, tác giả nghiên cứu Seigo Tarucha nói.
Nhóm làm nên đột phá, với tác giả nghiên cứu Seigo Tarucha đứng thứ hai từ phải sang.
Thiết bị mới được làm từ ba chấm lượng tử, điều khiển bởi một cổng hiển vi làm từ nhôm. Mỗi chấm lượng tử chứa độc nhất vô nhị một electron, dùng để biểu lộ các giá trị 0 và 1 trong hệ nhị phân khi chúng xoay theo những hướng khăng khăng. Bọc lấy tất chúng là một gradient từ trường tách biệt tần số của các qubit, cho phép các nhà khoa học đo đạc riêng lẻ từng qubit.
Để làm rối được 3 qubit, hàng ngũ bắt đầu làm rối một cặp trước bằng một thiết bị máy tính lượng tử chuẩn y một cổng 2 qubit. Sau đó, họ làm rối lượng tử qubit thứ ba với chính cánh cổng. Kết quả là một dãy 3 qubit với độ xác thực lên tới 88%, tức thị tỷ lệ qubit ở dạng “đúng” khi được đo đạc là rất cao.
Kỹ thuật rối lượng tử này sẽ được ứng dụng hiệu quả trong thao tác sửa lỗi. Với máy tính lượng tử, các qubit có khuynh hướng mất dạng một cách ngẫu nhiên, khiến dữ liệu lưu trên chúng tiêu biến. Phương pháp sửa lỗi trên máy tính thông thường không áp dụng được vào máy tính lượng tử. Mỗi một cơ quan nghiên cứu máy tính lượng tử sẽ dùng một kiểu sửa lỗi khác nhau, như một dàn các qubit tự theo dõi lẫn nhau hay sửa lỗi bằng các qubit không rối. Nhóm nghiên cứu Nhật sử dụng một bộ 3 qubit rối lượng tử với nhau.
“ Chúng tôi dự kiến biểu diễn kỹ thuật sửa lỗi bằng thiết bị ba qubit, và để giả lập một thiết bị có số qubit bằng 10 hoặc hơn ”, giáo sư Tarucha nói. “ Tiếp đó sẽ là phát triển hệ thống từ 50 tới 100 qubit và vận dụng những phương pháp sửa lỗi còn phức tạp hơn nữa, mở đường phát triển máy tính lượng đỗ vũ mô lớn trong vòng một thập kỷ tới ”.
Theo RIKEN
Related post
Home
Nhà thiết kế WebTôi là admin trang go plus là một người có đam mê với Blogspot, kinh nghiệm 5 năm thiết kế ra hàng trăm mẫu Template blogpsot như" Bán hàng, bất động sản, landing page, tin tức...