Úc có phát kiến đột phá giúp thu nhỏ các máy tính lượng tử
Theo Sciencealert, máy tính lượng tử tốn rất nhiều diện tích để thiết lập, tuy nhiên, bên cạnh đó cũng tồn tại một số cách khác tiết kiệm không gian hơn nhưng lại cực kì phức tạp.
Để giữ các hạt đủ lâu trong quá trình phân tích, các nhà khoa học sử dụng các công cụ xử lý nguyên tử chuẩn xác như bẫy ion và nhíp quang. Hoặc sử dụng mạch được làm bằng vật liệu siêu dẫn để phát hiện sự chồng chất lượng tử trong các dòng điện.
Những loại hệ thống này có lợi thế dựa trên những nền tảng về trang bị – kĩ thuật có sẵn, làm cho chúng cực kì dễ xây dựng và lắp ráp.
Nhờ thông tin mã hóa trong cả hạt nhân và electron của nguyên tử, qubit silicon mới được gọi là ‘qubit flip-flop’, có thể được điều khiển bởi các tín hiệu điện thay vì các tín hiệu từ. Điều đó có nghĩa, nó có thể duy trì sự ràng buộc lượng tử trên một khoảng cách lớn hơn bao giờ hết, làm cho giá thành rẻ hơn và dễ dàng trong khâu chế tạo.
Video: “Qubit flip-flop: một kết cấu tính toán lượng tử hoàn toàn mới.” (Nguồn: Youtube)
“Nếu chúng ở quá gần, hoặc quá xa, sự ràng buộc giữa những mảnh lượng tử – thứ tạo nên điều đặc biệt cho máy tính lượng tử – sẽ không xảy ra”. Nhà nghiên cứu Guilherme Tosi – người đã phát minh ra qubit mới cho biết.
Qubit flip-flop sẽ nằm ở một vị trí ‘êm ái’ ở giữa hai cực, cung cấp sự ràng buộc lượng tử trong suốt hàng trăm na-nô mét. Nói một cách khác, đây chính là điểm mà chúng ta đang chờ đợi để biến máy tính lượng tử silicon thành hiện thực.
Hiện thiết kế này vẫn còn nằm trên giấy, tuy nhiên theo ông Andrea Morello – người đứng đầu dự án, thì quá trình phát triển có tầm quan trọng tương tự như dự án năm 1998, đã được đăng tải trên tờ báo Nature bởi Bruce Kane – dự án trong quá khứ đã khuấy động phong trào điện toán lượng tử.
Hai nhà khoa học Guilherme Tosi (trái) và Andrea Morello (phải). (Ảnh: Quentin Jones, 24/07/2017)
“Như tờ báo của Kane, đây chỉ là một giả thuyết, một lời đề nghị – qubit chưa được xây dựng.” Ông Morello đã nói. “Dữ liệu thực nghiệm sơ bộ của chúng tôi cho thấy nó hoàn toàn khả thi và chúng tôi sẽ chứng minh nó. Tôi nghĩ thứ này cũng sẽ có một tầm xa giống như bài báo của Kane.”
Qubit flip-flop hoạt động dựa trên những thông tin mã hóa từ cả hai phía electron cùng hạt nhân nguyên tử phốt pho, được cấy bên trong một con chip silicon và kết nối với các mạch điện. Sau đó sẽ được đưa vào làm lạnh tới gần cực âm rồi ngâm trong một dung dịch từ tính.
Giá trị của các qubit được xác định bởi một tổ hợp nhị phân gọi là ‘xoay’ – nếu giá trị ‘xoay’ của một electron tăng lên trong khi của hạt nhân giảm xuống, thì qubit sẽ có giá trị là 1. Đảo ngược lại, nó sẽ là 0. Điều này để lại sự chồng chéo trong trạng thái ‘xoay’, được sử dụng trong các phép tính lượng tử.
Trong flip-flop, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc điều khiển qubit khi sử dụng điện trường thay vì các tín hiệu từ. Thành công này làm cho khâu kết nối với mạch điện được diễn ra dễ dàng, và quan trọng hơn, những qubits đã có thể liên thông trên một khoảng cách xa hơn trước.
“Để vận hành qubit, chúng ta sẽ cần kéo electron xa khỏi các nguyên từ một chút bằng cách sử dụng điện cực phía trên. Cách này cũng giúp chúng ta tạo ra một lưỡng cực điện.” Ông Tosi nói.
“Đây là điểm quan trọng,” Ông Morello nói thêm. “Các lưỡng cực điện này tương tác với nhau trên những khoảng cách lớn hơn, một phần nhỏ của một micron, hoặc 1,000 na-nô mét.”
“Điều này có nghĩa là giờ đây, chúng ta đã có thể đặt các qubit nguyên tử đơn cách xa nhau hơn rất nhiều so với những suy luận trước đây. Vì vậy, có rất nhiều không gian xen kẽ các thành phần quan trọng như các kết nối, kiểm soát điện cực và thiết bị đọc, trong khi vẫn giữ bản chất nguyên tử của lượng tử.”
“Chế tạo nó dễ hơn là các thiết bị nguyên tử, bên cạnh đó nó cũng cho phép chúng ta đặt hàng triệu qubit trên một mi li mét vuông.”
Ý nghĩa của flip-flop qubit mang lại là sự cân bằng, đóng góp cho quá trình tạo ra những chiếc máy tính lượng tử nhỏ gọn hơn trong tương lai.
“Nó là một thiết kế tuyệt vời, như những khái niệm đột phá khác – thật thú vị khi chưa một ai từng nghĩ về nó” Ông Morello nói.
Hoài Anh
TIN LIÊN QUAN
Nếu được dùng làm RAM, bộ nhớ đổi pha PCM sẽ có tốc độ nhanh hơn gấp ngàn lần
Bộ nhớ đổi pha (Phase Change Memory - PCM) là công nghệ bộ nhớ không khả biến (non-volatile) hứa hẹn sẽ được ứng dụng trên thế hệ ổ cứng SSD tiếp theo.
Mỹ tạo ra vi khuẩn chuyển hóa năng lượng mặt trời tốt hơn quang hợp tự nhiên
Trong nỗ lực nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời, một nhà nghiên cứu tại Đại học California, Berkeley đã tạo ra vi khuẩn cyborg cho hiệu quả vượt trội nhiều lần so với quang hợp tự nhiên. Những vi khuẩn này được huấn luyện để phát triển
Phát hiện một dạng ánh sáng mới
Các nhà khoa học từ Đại học Imperial đã phát hiện rằng ánh sáng có thể tồn tại ở một hình thức mà chưa từng được biết đến, đó là dạng kết hợp với một electron đơn.
Bộ nhớ lượng tử quang có thể lập trình đầu tiên được ra mắt
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Paderborn và Đại học Ulm ở Đức đã hợp tác để phát triển bộ nhớ lượng tử quang có thể lập trình lần đầu tiên.
Vệ tinh của Trung Quốc phát hiện ra các tín hiệu bí ẩn trong vũ trụ
Phát hiện mới này được kỳ vọng sẽ giúp các nhà khoa học tiến gần hơn tới việc khám phá ra ánh sáng trong vật chất tối vô hình trong vũ trụ bao la.
Bão mặt trời là gì?
Bão mặt trời hay gió mặt trời là một luồng hạt điện tích giải phóng từ vùng thượng quyển của các ngôi sao. Khi gió này được phát ra từ những ngôi sao khác với mặt trời của chúng ta thì nó còn được gọi là gió sao.
Kì lạ loại cỏ ‘yoga’ tự héo để chịu khô hạn nhiều ngày tháng và tươi tốt trở lại khi có mưa
Một loại cỏ héo khô khi trời hạn hán và nhanh chóng xanh tốt trở lại khi mưa xuống thu hút sự chú ý của các nhà khoa học Loại cỏ này được tìm thấy ở Úc, khác với xương rồng chúng vẫn có đầy đủ thân và lá lớn. Khi hạn hán, chúng khô ...
THỦ THUẬT HAY
Hướng dẫn sao chép nhanh URL các tab đang mở trong trình duyệt Firefox
Bạn mở quá nhiều tab trong Firefox? Có lẽ bạn sẽ muốn đóng bớt một số cửa sổ để tăng tốc độ trình duyệt hoặc giảm bớt sự nhầm lẫn và lộn xộn. Rất may là có một thủ thuật nhanh giúp bạn sao chép tất cả các URL của các
Cách chuyển danh bạ từ 11 số thành 10 số nhanh chóng và hiệu quả
Bắt đầu từ ngày 15/9 tới đây sẽ chính thức áp dụng chuyển đổi sim 11 số thành 10 số. Việc chuyển đổi sẽ được thực hiện tự động nhưng sau đó các bạn phải lưu lại từng danh bạ điện thoại rất mất thời gian.
Làm thế nào để xóa bỏ ứng dụng trên smart tivi LG?
Việc xóa bỏ các ứng dụng vô tác dụng mà người dùng không dùng đến trên smart tivi LG sẽ giúp cho tivi hoạt động nhẹ và mượt hơn. Vậy làm thế nào để xóa bỏ ứng dụng trên smart tivi LG?
5 mẹo đơn giản để cải thiện tốc độ máy tính của bạn
Bạn có thể cải thiện tốc độ bằng việc thêm RAM, nâng cấp CPU, hoặc thay thế ổ cứng bằng ổ SSD. Tất cả những giải pháp này đều tốn tiền nhưng không giải pháp nào trong số chúng giải quyết được vấn đề cơ bản. Phần cứng
Hướng dẫn phát WiFi bằng iPhone/iPad
Với điện thoại iPhone hay iPad đang kết nối WiFi bạn hoàn toàn có thể biến chúng trở thành điểm phát WiFi miễn phí tới máy tính, hoặc laptop. Bạn sẽ không phải cài đặt bất cứ chương trình nào mà hoàn toàn có thể chỉnh
ĐÁNH GIÁ NHANH
Đánh giá hiệu năng Meizu MX6: Nhanh và mạnh, chiến tốt game khủng
Hãy cùng đánh giá xem liệu hiệu năng của Meizu MX6 có thực sự mạnh mẽ và vượt trội so với tầm giá không nhé.
Đánh giá nhanh thiết kế Sony Xperia XZ2: Sự thay đổi lớn theo hướng tích cực
Hộp đựng Xperia XZ2 không có gì lạ khi làm bằng bìa cứng, màu sắc đơn giản và thanh lịch. Trong hộp có máy, củ sạc, cáp USB Type-C, jack chuyển đổi từ USB Type-C sang cổng 3,5mm (do Sony đã bỏ cổng tai nghe 3,5mm trên
Đánh giá Lenovo A2020: Chất lượng, phù hợp với học sinh
Sở hữu thiết kế chắc chắn với cấu hình và mức giá tốt, Lenovo A2020 là sự lựa chọn không thể bỏ qua của các bạn học sinh.