Chip mới có thể thúc đẩy sự phát triển của công nghệ lượng tử

Đây là bước tiến quan trọng trong việc xây dựng công nghệ thông tin lượng tử thực tiễn. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Physical Review Letters.

Bộ chuyển đổi bước sóng này được chế tạo trên một con chip, sẽ cho phép thực hiện thao tác các bit lượng tử và truyền dẫn thông tin tương tự giữa những khoảng cách dài. Thiết bị có tiềm năng được chế tạo trên quy mô phù hợp với máy tính lượng tử nhờ có tiến bộ công nghệ.

"Mọi người muốn sử dụng các photon bước sóng ngắn, ví dụ như cỡ 700-800 nanomet để thực hiện tính toán lượng tử", Xiang Guo, tác giả chính của bài viết nói. Nhưng nếu muốn truyền tải thông tin đó bằng sợi quang giữa khoảng cách dài và ít tổn thất, cần phải chuyển đổi các photon sang bước sóng dài hơn ở mức khoảng 1.500 nanomet. Và khi đã đạt mục tiêu, photon cần được chuyển đổi trở lại bước sóng ngắn.

Khi laser truyền hai bước sóng ánh sáng vào thiết bị, bộ chuyển đổi tạo ra một tần số thứ ba đóng vai trò như một bước sóng trung bình giữa hai bước sóng đó. Thiết bị này được chế tạo từ nhôm nitrua, chìa khóa cho thành công của thiết bị.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu sử dụng vật liệu cách đây 5 hoặc 6 năm, nhưng phát hiện ra hiện tượng tiêu hao mạnh, cụ thể thông tin lượng tử đã bị mất trong quá trình truyền tải. Nhóm nghiên cứu đã cải thiện chất lượng của vật liệu, làm cho nó trở nên trong suốt dưới ánh sáng và đã giảm tổn thất proton phân tán tại ranh giới của thiết bị.

Ông Guo cho biết thiết bị đã đạt tỷ lệ chuyển đổi 14%. Bước tiếp theo, các nhà khoa học sẽ nghiên cứu sâu hơn về thiết bị để nâng tỷ lệ chuyển đổi lên mức 70%, thậm chí 90% hoặc 100%.

N.P.D-NASATI (Theo Scitechdaily)