IBM đạt được đột phá trong thiết kế máy tính lượng tử: Biến hạt nguyên tử titan thành những vũ công tí hon

26/10/2019 08:53 PM | Khoa học

Có người so sánh đột phá này giống như người Trung Hoa cổ đại phát minh ra "máy tính bảng".

IBM đạt được đột phá trong thiết kế máy tính lượng tử: Biến hạt nguyên tử titan thành những vũ công tí hon

IBM Research vừa công bố một đột phá mới trong công nghệ nano, cho phép các nhà nghiên cứu đặt vị trí từng nguyên tử đơn lẻ, rồi điều khiển các đặc tính lượng tử của chúng. Đây có tiềm năng trở thành nền móng để xây dựng một cỗ máy tính lượng tử hiệu quả, và bên cạnh đó, bạn có thể tưởng tượng ra sức mạnh phi phàm con người có được khi ta ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC NGUYÊN TỬ.

Đội ngũ nghiên cứu phát triển cách thức điều khiển hạt này để xây dựng một hệ thống giả lập máy tính lượng tử. Máy tính cổ điển - như thứ bạn vẫn dùng để lướt web, chơi điện tử - chỉ dùng “0” và “1” để mô tả dữ liệu, trong khi đó máy tính lượng tử có thêm một trạng thái nữa có tên “trạng thái chồng - superposition”, cho phép dữ liệu tồn tại được ở cả dạng “1” và “0”, chỉ đưa ra kết quả cuối khi được đo đạc.

IBM Research tạo ra phương thức giả lập trạng thái chồng bằng cách khiến nguyên tử titan tạo ra từ tính, một đặc tính tương tự với trạng thái chồng. Về cơ bản, họ sử dụng một công cụ đặc biệt có tên Kính hiển vi Quét Đường hầm (STM) có một đầu nhỏ như đầu kim, dùng để đẩy nguyên tử tới lui trong không gian nghiên cứu.

Theo những gì IBM “khoe” trên blog :

"Trong thử nghiệm, chúng tôi đã sử dụng đặc tính lượng tử của nguyên tử titan, gọi là “dạng xoay - spin”, để mô tả một qubit. Việc nguyên tử xoay sẽ khiến nó mang từ tính, và có đặc điểm tương tự một cái kim la bàn nhỏ. Như nam châm đính trên tủ lạnh vậy, nguyên tử titan cũng có cực Bắc và cực Nam. Hai cực này mô tả hai trạng thái “0” và “1” của một qubit. Chúng tôi đặc nguyên tử titan vào một mặt phẳng đặc biệt - một lớp magie ô-xít siêu mỏng, để bảo vệ từ tính của titan và cho phép nó thể hiện đặc tính lượng tử của mình".

IBM đạt được đột phá trong thiết kế máy tính lượng tử: Biến hạt nguyên tử titan thành những vũ công tí hon - Ảnh 1.

Hệ thống STM từng giành giải Nobel của IBM.

Hóa ra nguyên tử titan thú vị hơn ta tưởng. Các nhà nghiên cứu sử dụng từng đợt vi sóng ngắn để điều hướng, đặt vị trí các nguyên tử titan. Những đợt vi sóng này toát ra từ đầu kim của STM, ép nguyên tử phải xoay theo chiều nhất định, cứ như đầu kim đang “dạy” nguyên tử titan cách múa trên một sân khấu làm bằng magie ô-xít vậy.

Bằng kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu giả lập được trạng thái rối lượng tử trong một hệ thống máy tính lượng tử mạnh 2 qubit.

Bên cạnh đột phá lớn trong ngành lượng tử (bằng cách dạy nguyên tử múa ba-lê), nghiên cứu này còn là một bước tiến lớn trong ngành máy tính lượng tử. Mặc dù gần đây đã xuất hiện nhiều đột phá liên quan tới ngành máy tính lượng tử, chúng ta vẫn đang trong giai đoạn “tiền bảng tính” (cái bảng tính của Trung Hoa cổ đại ấy), khi các nhà vật lý học vẫn nghiên cứu theo kiểu “xôi thịt”, không có một nền móng hậu thuẫn chắc chắn mà liên tục thử nghiệm với hạt và tia laser.

Có những ý kiến cho rằng đột phá của IBM cũng tương đương với việc phát minh bảng tính, mở ra cho ta một phương pháp nghiên cứu và xây dựng máy tính lượng tử mới.

Biến những hạt nguyên tử thành các vũ công, nghe mà đầu văng vẳng bài hát Tiny Dancer của Elton John.

Theo Dink

Trí Thức Trẻ

Cùng chuyên mục
XEM

NỔI BẬT TRANG CHỦ

Giải mã sự bứt tốc của VPBank: Chỉ hơn 10 năm, nhà băng tầm trung 'lột xác' vươn lên top đầu khối tư nhân, vượt mặt nhiều ngân hàng “đồng trang lứa” như thế nào?

Năm 2020, VPBank giữ vị trí ngân hàng thương mại cổ phần tư nhân có doanh thu (TOI) lớn nhất thị trường đạt hơn 39 nghìn tỷ đồng. Các chỉ số hiệu quả tiếp tục ở nhóm dẫn đầu hệ thống các ngân hàng thương mại Việt Nam, với ROA đạt 2,6%và ROE đạt 22%.

Là khách hàng VIP của Vietcombank như Thuỷ Tiên sẽ được hưởng đặc quyền gì? Điều kiện trở thành VIP như thế nào?

Chi nhánh Nam Sài Gòn - nơi nữ ca sĩ Thuỷ Tiên dự kiến livestream sao kê vào ngày 17/9 tới, cũng là 1 trong 11 chi nhánh dành cho khách hàng ưu tiên của Vietcombank.

Bị chê “nhàm chán” nhưng iPhone 13 vẫn sẽ bán chạy, tiền sẽ lại đổ về túi Apple thôi!

Vừa ra mắt nhưng iPhone 13 đã bị chê là nhàm chán, không có nhiều thay đổi quá nổi bật.

Thêm một doanh nghiệp gia nhập "họ Louis": Louis Land vừa bất ngờ trở thành cổ đông lớn tại Thuduc House

Cổ phiếu của Thuduc House đã tăng trần 5 phiên liên tiếp, giá tăng 38% lên 10.800 đồng/cổ phiếu, cao nhất kể từ đầu năm.

Đọc thêm