Các nhà khoa học Chicago tìm ra cách mới để kết nối máy tính lượng tử trên khắp nước Mỹ

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Chicago đã phát triển một phương pháp đột phá để kết nối các máy tính lượng tử qua khoảng cách vượt quá 1.200 dặm, vượt xa giới hạn trước đây chỉ vài km. Tiến bộ này dựa trên việc kéo dài đáng kể thời gian duy trì tính kết hợp lượng tử của từng nguyên tử erbium — từ 0,1 mili giây lên hơn 10 mili giây — cho phép các nguyên tử bị rối lượng tử duy trì tính kết hợp đủ lâu để truyền thông lượng tử khoảng cách xa. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh độ trễ tiềm năng thấp đến 24 mili giây, về lý thuyết cho phép các máy tính lượng tử liên kết qua khoảng cách lên đến 2.485 dặm, như giữa Chicago và Colombia. Đột phá chính nằm ở kỹ thuật chế tạo: thay vì phương pháp Czochralski truyền thống, vốn nung chảy và làm nguội vật liệu để tạo thành tinh thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp epitaxy chùm phân tử (MBE) để xây dựng các tinh thể pha tạp hiếm đất từng nguyên tử một. Cách tiếp cận từ dưới lên này tạo ra các thành phần có tính kết hợp lượng tử tồn tại lâu dài và độ tinh thể ma trận cao, cho phép độ rộng đường quang học ở mức kilohertz và thời gian duy trì tính kết hợp spin của qubit erbium.