Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Sydney đã tìm ra cách chuyển đổi các thông tin kỹ thuật số được phát đi dưới dạng sóng ánh sáng thành sóng âm bên trong một vi mạch.
Ánh sáng rất hữu ích cho hoạt động viễn thông vì tốc độ cực nhanh của nó, nhưng tốc độ này vượt quá khả năng xử lý của các hệ thống máy tính hiện thời.
Hiện nay, các tín hiệu ánh sáng cần chuyển đổi thành các tín hiệu điện tử dưới dạng số nhị phân trước khi đưa vào máy tính điện tử.
Tham vọng của các nhà khoa học hiện nay là tạo ra các hệ thống máy tính lượng tử với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với các hệ thống máy tính hiện tại nhờ khả năng cho phép xử lý trực tiếp các tín hiệu lượng tử ánh sáng.
![Phát minh chip lượng tử cho phép xử lý trực tiếp tín hiệu ánh sáng]()
Các hạt photon (Ảnh minh họa)
Theo nghiên cứu được đăng tải trên Nature Communications, trong nỗ lực giải mã bài toán hóc búa này, các nhà khoa học đã tạo ra một con chip làm chậm tốc độ dữ liệu đi vào máy tính bằng cách biến sóng ánh sáng thành sóng âm.
Sự đột phá về công nghệ này là rất quan trọng trong sự phát triển của các mạch lượng tử tích hợp, cơ sở của các máy tính sử dụng photon ánh sáng thay vì các electron để quản lý và lưu trữ dữ liệu.
Nếu thành công, các hệ thống này sẽ không bị nhiễu điện từ, sản sinh quá nhiều nhiệt, hay tiêu tốn quá nhiều năng lượng.
Giám đốc dự án Dr Birgit Stiller cho biết: “Thông tin trong chip của chúng tôi ở dạng sóng âm di chuyển với tốc độ thấp hơn nhiều vận tốc ánh sáng. Nó giống như sự khác biệt giữa tia chớp và tiếng sét nổ. Thông thường, phải một vài giây sau khi nhìn thấy ánh chớp, bạn mới nghe thấy tiếng nổ”.
![]()
Máy tính lượng tử cho tốc độ xử lý nhanh gấp hàng nghìn lần máy tính thông thường hiện nay (Ảnh: BI news)
Trước đó, đã có một số nỗ lực liên quan nhưng cho đến nay chưa có ai thành công trong việc tạo ra một con chip ổn định và có thể sử dụng được. Thiết kế mới có thể là cách tiếp cận đúng đắn để đưa các máy tính lượng tử trở nên gần gũi với thực tế hơn.
“Hệ thống của chúng tôi không giới hạn ở một băng thông hẹp, vì vậy không giống như các hệ thống trước đây. Điều này cho phép chúng tôi lưu trữ và truy xuất thông tin ở nhiều bước sóng cùng lúc, tăng hiệu quả của thiết bị”, Stiller giải thích.
Điều quan trọng nhất đối với bất cứ ai sở hữu máy chủ lớn hoặc siêu máy tính cần phải tính đến là một lượng lớn nhiệt lượng sẽ tỏa ra gây nên nhiều phiền toái. Chuyển sang các hệ thống máy lượng tử sẽ làm cho điều này dễ quản lý hơn.
“Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xử lý thông tin quang học vì khái niệm này đáp ứng tất cả các yêu cầu đối với các hệ thống truyền thông quang học hiện tại và tương lai”, giáo sư Benjamin Eggleton, đồng tác giả thêm.
Thành tựu này chắc chắn sẽ góp sức không nhỏ trong nỗ lực thu hẹp khoảng cách giữa các mô hình hiện tại và các máy tính lượng tử trong tương lai.
Hoài Anh
Xem thêm:
Ánh sáng rất hữu ích cho hoạt động viễn thông vì tốc độ cực nhanh của nó, nhưng tốc độ này vượt quá khả năng xử lý của các hệ thống máy tính hiện thời.
Hiện nay, các tín hiệu ánh sáng cần chuyển đổi thành các tín hiệu điện tử dưới dạng số nhị phân trước khi đưa vào máy tính điện tử.
Tham vọng của các nhà khoa học hiện nay là tạo ra các hệ thống máy tính lượng tử với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với các hệ thống máy tính hiện tại nhờ khả năng cho phép xử lý trực tiếp các tín hiệu lượng tử ánh sáng.
Theo nghiên cứu được đăng tải trên Nature Communications, trong nỗ lực giải mã bài toán hóc búa này, các nhà khoa học đã tạo ra một con chip làm chậm tốc độ dữ liệu đi vào máy tính bằng cách biến sóng ánh sáng thành sóng âm.
Sự đột phá về công nghệ này là rất quan trọng trong sự phát triển của các mạch lượng tử tích hợp, cơ sở của các máy tính sử dụng photon ánh sáng thay vì các electron để quản lý và lưu trữ dữ liệu.
Nếu thành công, các hệ thống này sẽ không bị nhiễu điện từ, sản sinh quá nhiều nhiệt, hay tiêu tốn quá nhiều năng lượng.
Giám đốc dự án Dr Birgit Stiller cho biết: “Thông tin trong chip của chúng tôi ở dạng sóng âm di chuyển với tốc độ thấp hơn nhiều vận tốc ánh sáng. Nó giống như sự khác biệt giữa tia chớp và tiếng sét nổ. Thông thường, phải một vài giây sau khi nhìn thấy ánh chớp, bạn mới nghe thấy tiếng nổ”.
Trước đó, đã có một số nỗ lực liên quan nhưng cho đến nay chưa có ai thành công trong việc tạo ra một con chip ổn định và có thể sử dụng được. Thiết kế mới có thể là cách tiếp cận đúng đắn để đưa các máy tính lượng tử trở nên gần gũi với thực tế hơn.
“Hệ thống của chúng tôi không giới hạn ở một băng thông hẹp, vì vậy không giống như các hệ thống trước đây. Điều này cho phép chúng tôi lưu trữ và truy xuất thông tin ở nhiều bước sóng cùng lúc, tăng hiệu quả của thiết bị”, Stiller giải thích.
Điều quan trọng nhất đối với bất cứ ai sở hữu máy chủ lớn hoặc siêu máy tính cần phải tính đến là một lượng lớn nhiệt lượng sẽ tỏa ra gây nên nhiều phiền toái. Chuyển sang các hệ thống máy lượng tử sẽ làm cho điều này dễ quản lý hơn.
“Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xử lý thông tin quang học vì khái niệm này đáp ứng tất cả các yêu cầu đối với các hệ thống truyền thông quang học hiện tại và tương lai”, giáo sư Benjamin Eggleton, đồng tác giả thêm.
Thành tựu này chắc chắn sẽ góp sức không nhỏ trong nỗ lực thu hẹp khoảng cách giữa các mô hình hiện tại và các máy tính lượng tử trong tương lai.
Hoài Anh
Xem thêm:
