Mạng lượng tử không còn là viễn tưởng: Mỹ lần đầu tiên dịch chuyển thành công trạng thái lượng tử qua internet
Các nhà khoa học Mỹ lần đầu tiên dịch chuyển thành công trạng thái lượng tử qua internet thực, mở ra kỷ nguyên mới cho mạng lượng tử toàn cầu.
Giữa biển dữ liệu khổng lồ của internet, một chùm ánh sáng đơn độc đã thực hiện điều tưởng như chỉ tồn tại trong phim khoa học viễn tưởng: dịch chuyển tức thì trạng thái lượng tử qua hơn 30 km cáp quang, mà không hề bị phá vỡ bởi hàng tỷ tín hiệu đang lưu thông.
Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học Mỹ đã hiện thực hóa thành công việc dịch chuyển lượng tử trong môi trường internet , đánh dấu cột mốc quan trọng trong cuộc đua xây dựng mạng lượng tử toàn cầu.
Dịch chuyển lượng tử không còn là giả tưởng
Bạn còn nhớ cảnh các nhân vật trong Star Trek “biến mất” ở nơi này và xuất hiện tức thì ở nơi khác? Công nghệ dịch chuyển lượng tử không giúp con người biến hình như vậy, nhưng lại mở ra một cách hoàn toàn mới để truyền thông tin – nhanh, chính xác và gần như tức thì.
Trong vật lý lượng tử, mỗi hạt – như một photon (hạt ánh sáng) – mang theo trạng thái riêng của nó, giống như “dấu vân tay” vô hình. Dịch chuyển lượng tử là cách mà các nhà khoa học sao chép chính xác trạng thái đó sang một hạt khác ở nơi xa, mà không cần di chuyển hạt gốc.
Bạn có thể tưởng tượng như việc xóa một bản nháp ở điểm A, nhưng đồng thời tạo ra một bản sao y hệt ở điểm B, mà không cần gửi tệp tin qua bất kỳ đường truyền nào thông thường. Tất cả diễn ra nhờ hiện tượng gọi là "rối lượng tử", nơi hai hạt được kết nối bí ẩn và tức thì, dù cách nhau hàng chục cây số.
 |
| Dịch chuyển lượng tử là cách mà các nhà khoa học sao chép chính xác trạng thái đó sang một hạt khác ở nơi xa, mà không cần di chuyển hạt gốc. Ảnh minh họa |
Vượt dòng chảy dữ liệu 400Gbps: bài toán hóc búa của khoa học hiện đại
Trong điều kiện lý tưởng trong phòng thí nghiệm, điều này từng được thực hiện. Nhưng lần này, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Northwestern đã thực hiện nó giữa lòng internet, nơi hàng triệu giao dịch ngân hàng, video YouTube, tin nhắn và dữ liệu đang ùn ùn đi qua với tốc độ 400 gigabit mỗi giây.
“Không ai từng nghĩ điều này là khả thi” – kỹ sư Prem Kumar, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ. “Chúng tôi đã chứng minh rằng trạng thái lượng tử có thể dịch chuyển qua cùng một hạ tầng mà con người đang dùng để truy cập internet mỗi ngày”.
Nhóm đã sử dụng kỹ thuật tinh chỉnh bước sóng để đặt photon ở vùng “giao thoa thấp” – nơi nguy cơ va chạm với các tín hiệu truyền thống được giảm thiểu tối đa. Nhờ đó, họ đã bảo vệ thành công trạng thái lượng tử khỏi bị “hòa tan” giữa biển thông tin.
 |
| Nhóm đã sử dụng kỹ thuật tinh chỉnh bước sóng để đặt photon ở vùng “giao thoa thấp”. Ảnh minh họa |
Sống chung một mái nhà internet
Đột phá này không chỉ là chiến thắng về mặt kỹ thuật, mà còn xóa bỏ định kiến rằng mạng lượng tử cần hạ tầng riêng biệt. Ngược lại, nó mở ra hướng đi thực tế hơn: xây dựng mạng lượng tử ngay trên hạ tầng hiện tại, chỉ cần lựa chọn bước sóng phù hợp.
“Chúng tôi cho thấy rằng, nếu phối hợp đúng cách, tín hiệu lượng tử và tín hiệu cổ điển có thể chia sẻ cùng một đường truyền mà không làm gián đoạn lẫn nhau,” Kumar nói.
Điều này có ý nghĩa cực lớn. Bởi thay vì phải đầu tư hàng tỷ đô vào một hệ thống mới hoàn toàn, nhân loại có thể nâng cấp internet hiện tại thành “internet lượng tử” – nơi các thành phố, máy tính, vệ tinh có thể kết nối bằng tín hiệu an toàn tuyệt đối và tốc độ vượt xa giới hạn ngày nay.
Internet lượng tử: chân trời mới của kỷ nguyên số
Dịch chuyển lượng tử không giúp bạn tải phim nhanh hơn, nhưng nó mở ra viễn cảnh về hệ thống mã hóa không thể bẻ khóa, máy tính lượng tử phân tán, hay thiết bị cảm biến có độ nhạy chưa từng có – tất cả được kết nối qua một mạng lưới ánh sáng lượng tử.
Mỗi bước tiến như thế này là một bước gần hơn đến thời đại internet không chỉ nhanh hơn, mà còn thông minh hơn, an toàn hơn và thậm chí… biết suy nghĩ.
Theo sciencealert
