Các viên đá được khai thác từ Namibia có thể giúp tạo ra thành phần quan trọng trong các máy tính lượng tử trong tương lai. (Ảnh: Đại học St Andrews)
Đá quý Namibia có thể là chìa khóa cho việc chế tạo các máy tính lượng tử trong tương lai, giúp giải đáp những bí ẩn khoa học lâu nay, theo một nghiên cứu mới.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng một loại đá quý có thành phần là đồng (I) oxit (Cu2O) được khai thác tự nhiên từ Namibia để tạo ra các hạt lượng tử có tên gọi là polariton Rydberg, một loại hạt lai lớn nhất giữa ánh sáng và vật chất.
Các polariton Rydberg sẽ liên tục chuyển từ ánh sáng thành vật chất và ngược lại. Do đó, trong các polariton này, ánh sáng và vật chất giống như hai mặt của đồng xu. Ngoài ra, mặt vật chất cũng là thứ giúp các polariton tương tác với nhau.
Các tương tác này rất quan trọng vì đây là thứ cho phép tạo ra các trình mô phỏng lượng tử, một loại máy tính đặc biệt mà trong đó thông tin được lưu trữ trong các bit lượng tử.
Không giống như các bit nhị phân trong máy tính cổ điển chỉ có thể là 0 hoặc 1, các bit lượng tử có thể nhận bất kỳ giá trị nào từ 0 đến 1. Do đó, các trình mô phỏng lượng tử có thể lưu trữ nhiều thông tin và thực hiện đồng thời nhiều quá trình tính toán hơn.
Khả năng này có thể cho phép các trình mô phỏng lượng tử giải quyết những bí ẩn quan trọng về vật lý, hóa học và sinh học, chẳng hạn như cách chế tạo chất siêu dẫn nhiệt độ cao dùng cho tàu hỏa siêu tốc, cách chế tạo phân bón rẻ hơn để giải quyết nạn đói toàn cầu, hoặc cách protein gấp lại để khiến nó dễ dàng hơn sản xuất các loại thuốc hiệu quả hơn.
Trưởng dự án, Tiến sĩ Hamid Ohadi, đến từ Trường Vật lý và Thiên văn học tại Đại học St Andrews, cho biết: “Việc chế tạo một trình mô phỏng lượng tử với ánh sáng là chén thánh trong khoa học. Chúng tôi đã đạt được một bước nhảy vọt hướng tới điều này bằng cách tạo ra các polariton Rydberg, thành phần quan trọng của nó”.
Để tạo ra các polariton Rydberg, các nhà nghiên cứu đã bẫy ánh sáng giữa hai tấm gương có độ phản chiếu cao. Sau đó, họ đánh bóng và làm mỏng một tinh thể đồng (I) oxit từ một viên đá Namibia thành một tấm dày 30 micromet (mỏng hơn sợi tóc người) và đặt kẹp giữa hai tấm gương để tạo ra các polariton Rydberg.
Một trong những tác giả hàng đầu của nghiên cứu, Tiến sĩ Sai Kiran Rajendran, thuộc Trường Vật lý và Thiên văn tại Đại học St Andrews, cho biết: “Việc mua các viên đá trên eBay là rất dễ dàng. Thách thức ở đây là làm cho các polariton Rydberg tồn tại trong một dải màu cực kỳ hẹp”.
Nhóm nghiên cứu hiện đang hoàn thiện thêm các phương pháp này để khám phá khả năng tạo ra các mạch lượng tử, đây là thành phần tiếp theo cho các trình mô phỏng lượng tử.
Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nature Materials.
(Theo ntdvn.net)
