Buzz
Một nhóm nhà khoa học quốc tế vừa làm được điều tưởng như không thể: tạo ra trạng thái “mèo lượng tử” mà không cần môi trường siêu lạnh gần độ không tuyệt đối.
Lần đầu tiên, các nhà khoa học quốc tế đã chứng minh rằng “mèo lượng tử” – một hiện tượng đặc biệt trong cơ học lượng tử – có thể tồn tại ở điều kiện nhiệt độ cao hơn nhiều so với giới hạn trước đây. Thành công này mở ra khả năng ứng dụng công nghệ lượng tử trong môi trường thực tế, không cần tới điều kiện siêu lạnh như trước kia.
Để dễ hình dung, "mèo lượng tử" là một thí dụ nổi tiếng do nhà vật lý Erwin Schrödinger đưa ra để lý giải hiện tượng siêu chồng chất lượng tử trong cơ học lượng tử. Ông tưởng tượng một con mèo nằm trong chiếc hộp kín, với một cơ chế ngẫu nhiên có thể giết chết nó. Khi chưa mở hộp, con mèo được coi là vừa sống vừa chết cùng lúc.
Dù thường được nhắc tới trong nghịch lý "Con mèo của Schrödinger", thực tế không có con mèo nào... bị tổn hại trong các thí nghiệm lượng tử.
Trong thực nghiệm, các nhà khoa học không dùng mèo thật mà sử dụng những hệ vật lý nhỏ như nguyên tử hoặc photon để tạo ra trạng thái tương tự. Tuy nhiên, các hệ này chỉ có thể duy trì ở nhiệt độ cực thấp – gần âm 273 độ C – bởi vì nhiệt độ cao sẽ làm mất ổn định các trạng thái lượng tử.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học sử dụng một khoang vi sóng có nền nhiệt gần bằng không tuyệt đối, nhưng lại đưa một qubit vào trạng thái ấm hơn – khoảng 1,8 Kelvin (gần âm 271 độ C), cao gấp 60 lần nền nhiệt của hệ thống. Điều bất ngờ là trạng thái lượng tử vẫn được duy trì ổn định.
Điều đáng chú ý là họ không cần thay đổi quy trình. Cách tạo ra "mèo lượng tử nóng" hoàn toàn tương tự như khi tạo ra trạng thái lượng tử trong môi trường siêu lạnh. Điều này chứng tỏ rằng, trong một số điều kiện, nhiệt độ không còn là rào cản lớn như trước. Theo nhóm nghiên cứu, việc duy trì được trạng thái lượng tử ở mức nhiệt cao hơn có thể mở đường cho việc ứng dụng chúng vào các thiết bị như cảm biến nano hay chip máy tính lượng tử – nơi mà việc làm lạnh đến gần độ không tuyệt đối là vô cùng phức tạp và tốn kém.
"Nhiều người tin rằng nhiệt độ luôn là kẻ thù của trạng thái lượng tử, nhưng nghiên cứu lần này cho thấy điều đó không hoàn toàn đúng" – các tác giả nhận xét.
Thành tựu này được đánh giá là bước đột phá lớn, giúp công nghệ lượng tử tiến gần hơn tới việc ứng dụng trong đời sống thực tế thay vì chỉ gói gọn trong phòng thí nghiệm.
