Các nhà khoa học tạo ra 'điện thoại' lượng tử để kết nối các nguyên tử ở khoảng cách xa

Các nhà nghiên cứu tại Đại học New South Wales (UNSW) ở Úc đã thành công trong việc tạo ra sự rối lượng tử giữa hai nguyên tử phốt pho cách xa nhau được nhúng trong silicon, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực tính toán lượng tử. Sử dụng electron làm cầu nối, họ đã thiết lập trạng thái rối lượng tử giữa các spin hạt nhân của các nguyên tử cách nhau lên đến 20 nanomet. Đột phá này được chứng minh thông qua một phép toán logic điều khiển-Z hai qubit, đạt được trạng thái Bell hạt nhân với độ trung thực khoảng 76% và hệ số liên kết 0,67. Những phát hiện này, được công bố trên tạp chí Science, cho thấy rằng máy tính lượng tử dựa trên spin hạt nhân có thể được phát triển bằng công nghệ và quy trình sản xuất silicon hiện có. Đổi mới then chốt nằm ở việc sử dụng electron—có khả năng “lan tỏa” trong không gian—để làm trung gian giao tiếp giữa các hạt nhân nguyên tử vốn trước đây bị cô lập như những người trong các phòng cách âm. Bằng cách cho phép các hạt nhân này “nói chuyện” qua khoảng cách thông qua tương tác trao đổi electron, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những “điện thoại” lượng tử cho phép sự rối lượng tử ở khoảng cách xa. Phương pháp này rất bền vững.