Đột phá lớn: Đã chuyển được dữ liệu lượng tử giữa hai dạng vật chất

Để đạt được liên kết mạng lượng tử lai, chúng tôi đã sử dụng một kỹ thuật mã hóa photon được gọi là "mã hóa thời gian" - Ảnh: ISTOCK

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học đã chuyển dữ liệu lượng tử giữa một tinh thể rắn và một loại khí nguyên tử lạnh bằng cách sử dụng photon. Nghiên cứu được thực hiện tại Viện Khoa học Quang học (Institut de Ciències Fotòniques hoặc IFCO) ở Tây Ban Nha.

Các nghiên cứu trước đây chỉ dừng lại ở việc truyền dữ liệu lượng tử giữa các dạng vật chất giống nhau, bởi lẽ các dạng vật chất khác nhau thường có chức năng ở các bước sóng và băng thông khác nhau. 

Tuy nhiên, với nghiên cứu mới nhất này, các nhà khoa học đã tạo ra khái niệm "mạng lượng tử lai". Nghiên cứu này sẽ giúp cho việc phát triển các máy tính lượng tử dễ dàng hơn và ổn định hơn khi hoạt động.

Nicolas Maring, một trong những nhà khoa học tham gia dự án, cho biết: "Để đạt được liên kết mạng lượng tử lai, chúng tôi đã sử dụng một kỹ thuật mã hóa photon được gọi là "mã hóa thời gian". 

Kỹ thuật này tạo điều kiện cho việc lưu thông các qubit và ngăn chặn các qubit tương tác với nhau. Qubit là đơn vị của thông tin lượng tử, là các khối xây dựng của máy tính lượng tử với khả năng tồn tại trong hai trạng thái cùng một lúc, trong khi các bit máy tính hiện tại chỉ có thể tồn tại dưới dạng 0s và 1s."

Theo ScienceAlert, các nhà nghiên cứu đã sử dụng laser với các nguyên tử Rubidium làm nút phát ra và một tinh thể bị pha tạp với các ion Praseodymium làm nút thu nhận, sau đó mã hóa trong một photon với băng thông hẹp có bước sóng 780 nanomet. 

Qubit này sau đó được chuyển thành bước sóng từ 606 nanomet đến 1.552 nanomet để tương thích với cơ sở hạ tầng viễn thông hiện tại, điển hình là mạng Internet.

Mạng Internet lượng tử có thể bảo vệ dữ liệu sử dụng mã hóa lượng tử chấm dứt khả năng dữ liệu bị xâm phạm - Ảnh: DHAKA TRIBUNE.

Hugues de Riedmatten, một nhà nghiên cứu khác, cho biết: "Với kết quả đó, chúng tôi đã tạo ra cột mốc quan trọng trong sự phát triển của mạng lượng tử lai. Nghiên cứu mới này có thể đưa chúng ta đến một bước gần hơn nhằm phát triển các máy tính lượng tử và thậm chí cả một mạng Internet lượng tử, một kiểu mạng bảo vệ dữ liệu sử dụng mã hóa lượng tử chấm dứt khả năng dữ liệu bị xâm phạm."

Dự án thật sự cho thấy công nghệ lượng tử không còn là khoa học viễn tưởng. Sẽ không ai có thể tấn công dữ liệu được truyền tải của người dùng do sử dụng mã hóa lượng tử, dù đó là một hacker chuyên nghiệp đi chăng nữa. Hiện dự án đã được công bố trên tạp chí Nature.