Nếu được chế tạo thành công, loại Qubit này sẽ giúp cho tương quan giữa số lượng Qubit và kích cỡ máy tính lượng tử không còn là vấn đề nữa.
Các nhà khoa học ở Úc vừa thiết kế ra một loại qubit mới cực xịn - tức là "viên gạch" nền tảng để xây dựng máy tính lượng tử đó - mà theo họ thì nó sẽ giúp chúng ta có được cỗ máy tính lượng tử "full option" luôn.
Hiện tại, có khá nhiều cách để tạo ra một cỗ máy tính lượng tử. Nhưng mà... máy nhỏ thì siêu phức tạp, còn muốn đơn giản thì máy to như cái tủ lạnh luôn
Nói chung thì ưu điểm của những phương pháp xử lý qubit truyền thống là chúng dựa trên công nghệ và thiết bị đã có sẵn rồi, nên việc build máy tính lượng tử sẽ dễ hơn nhiều.
Nhưng mà vấn đề nằm ở chỗ: khi bạn cần hàng ngàn qubit kết nối với máy tính, thì kích thước của cái máy tính lượng tử đó sẽ lớn đến mức... không biết đặt ở đâu cho hết
Vấn đề kích cỡ luôn khiến các nhà nghiên cứu máy tính lượng tử phải đau đầu
Thế nhưng, loại qubit mới mà team Úc vừa tìm ra có thể được điều khiển bằng tín hiệu điện thay vì tín hiệu từ tính như trước kia. Điều này có nghĩa là các qubit có thể giữ trạng thái "rối lượng tử" (quantum entanglement) ở khoảng cách xa hơn nhiều so với trước đây.
"Nếu chúng quá gần hoặc quá xa nhau, thì trạng thái 'rối lượng tử' giữa các qubit sẽ không xảy ra." - Guilherme Tosi, nhà nghiên cứu đã tìm ra loại qubit này cho biết.
Loại qubit mới này có thể giữ trạng thái rối lượng tử ở khoảng cách xa khoảng vài trăm nanomet, nên về mặt lý thuyết chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng các cỗ máy tính lượng tử trên nền tảng silicon - nguyên liệu quen thuộc trong ngành công nghệ.
Tất nhiên là mới chỉ "trên lý thuyết" thôi nhé, bởi hiện tại những gì các nhà nghiên cứu đang có trong tay chỉ là bản thiết kế mà thôi chứ chưa chế ra được máy thật đâu Nhưng theo lời trưởng nhóm nghiên cứu Andrea Morello, thì phát hiện này cực kỳ quan trọng đối với ngành khoa học máy tính lượng tử luôn!
Loại qubit này hoạt động bằng cách mã hóa thông tin trên cả hạt nhân và electron của nguyên tử phốt pho bên trong con chip silicon, rồi kết nối chúng với một mạng lưới điện cực. Sau đó toàn bộ thiết bị sẽ được làm lạnh tới gần 0 độ tuyệt đối (lạnh vãi chưởng luôn
), rồi đặt trong môi trường từ tính.
Giá trị của các qubit này sẽ được quyết định bởi các giá trị nhị phân tạm gọi là "spin" - nếu như electron ở trên và hạt nhân ở dưới thì giá trị sẽ bằng 1. Ngược lại thì giá trị bằng 0.
"Để điều khiển qubit này, bạn sẽ phải kéo electron ra xa hơn một chút khỏi hạt nhân bằng điện cực ở phía trên. Khi làm vậy, bạn cũng đã tạo ra được một lưỡng cực điện rồi đấy. Đây là một điểm khá quan trọng, do các lưỡng cực điện tác động vào nhau ở khoảng cách khá xa, cỡ 1000 nanomet".
"Điều này cũng đồng nghĩa với việc chúng ta có thể đặt các qubit xa hơn trước rất nhiều. Vậy nên, sẽ có nhiều khoảng trống hơn để đặt các thành phần khác vào; trong khi vẫn giữ được độ chính xác của các bit lượng tử."
Điều mà loại qubit mới này mang lại chính là sự cân bằng để các cỗ máy tính lượng tử trong tương lai có thể được thu nhỏ lại, nhưng vẫn không quá phức tạp - chuẩn "best of both worlds" luôn!
Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature Communications.
Nguồn: soha.vn