Buzz
Giao tiếp lượng tử dựa vào khái niệm dịch chuyển lượng tử, kết hợp với rối lượng tử và sử dụng kênh truyền thống như Internet để chuyển trạng thái lượng tử của một hạt sang một hạt khác, dù ở khoảng cách rất xa.
Các kỹ sư từ Đại học Northwestern đã đạt được một bước đột phá lớn trong lĩnh vực giao tiếp lượng tử khi truyền tải dữ liệu lượng tử song song với các kênh dữ liệu cổ điển. Họ đã xác định được các bước sóng đặc biệt với mức độ nhiễu tối thiểu từ tín hiệu cổ điển, giúp truyền dữ liệu lượng tử qua cáp quang dài 30,2km, đồng thời chuyển 400 Gbps dữ liệu cổ điển. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc kết hợp công nghệ lượng tử với cơ sở hạ tầng hiện tại.
Giao tiếp lượng tử và hiện tượng rối lượng tử
Công nghệ lượng tử đang thu hút sự chú ý lớn, đặc biệt khi các công ty như Google công bố rằng chip lượng tử mới có thể giải quyết những bài toán mà máy tính truyền thống cần tới 10 tỷ năm mới hoàn thành. Một trong những hiện tượng quan trọng trong công nghệ này là rối lượng tử, nơi hai hạt được liên kết chặt chẽ, với trạng thái lượng tử của chúng luôn có sự liên kết, bất chấp khoảng cách. Tuy nhiên, hiện tượng này không cho phép truyền tải thông tin nhanh hơn ánh sáng, phù hợp với nguyên lý 'không truyền thông tin' trong vật lý lượng tử.
Giao tiếp lượng tử sử dụng dịch chuyển lượng tử, kết hợp với rối lượng tử và kênh truyền thống như Internet để truyền trạng thái lượng tử từ một hạt này sang hạt khác ở khoảng cách xa. Theo Jordan Thomas, một trong các tác giả của nghiên cứu, quá trình này thực hiện phép đo phá hủy trên hai photon: một photon mang trạng thái lượng tử và một photon rối liên kết với photon kia. Kết quả là trạng thái lượng tử sẽ được chuyển sang photon còn lại mà không cần di chuyển các photon vật lý.
Một trong những thách thức lớn khi triển khai mạng lưới lượng tử toàn cầu là sự tương thích với các kênh truyền thống. Trong cáp quang, hàng tỷ photon được truyền tải cùng lúc, dẫn đến nguy cơ nhiễu. Nghiên cứu đã phát hiện các bước sóng có mật độ photon cổ điển thấp, giúp giảm nhiễu và tăng hiệu quả truyền tải photon lượng tử. Phép đo Bell được thực hiện ở giữa cáp quang nhằm tối ưu hóa hiệu suất truyền tải dữ liệu. Phương pháp này có khả năng hỗ trợ truyền tải hàng terabit dữ liệu cổ điển mỗi giây, đồng thời kết hợp với giao tiếp lượng tử.
Mặc dù việc áp dụng giao tiếp lượng tử vào thực tế có thể mất nhiều năm hoặc thậm chí hàng thập kỷ, nhưng nhóm nghiên cứu dưới sự dẫn dắt của Prem Kumar rất lạc quan về tương lai. Các bước tiếp theo trong kế hoạch bao gồm việc sử dụng hai cặp photon rối thay vì một và mở rộng quy mô thử nghiệm sang mạng lưới cáp quang thực tế.
Nghiên cứu này không chỉ đánh dấu một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực lượng tử, mà còn mở ra cơ hội kết hợp công nghệ tiên tiến này với các hệ thống hạ tầng hiện tại, hứa hẹn sẽ làm thay đổi hoàn toàn ngành truyền thông trong tương lai gần.
