Đột phá mới đưa internet lượng tử dựa trên kim cương tiến gần hơn đến hiện thực

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Humboldt Berlin đã đạt được bước đột phá quan trọng trong việc phát triển mạng lưới truyền thông lượng tử dựa trên kim cương bằng cách phát triển một phương pháp mới để tạo ra photon đơn sử dụng các xung laser siêu nhanh. Nghiên cứu của họ tập trung vào các tinh thể kim cương chứa các trung tâm khuyết tật thiếc (trung tâm SnV), những khuyết tật nguyên tử hoạt động như các bit lượng tử (qubit) ổn định có khả năng lưu trữ và xử lý thông tin lượng tử đồng thời kết nối nó với photon. Phương pháp mới này vượt qua những thách thức trước đây trong việc điều khiển qubit bằng ánh sáng và phát hiện photon phát ra một cách hiệu quả, vốn bị hạn chế bởi các kỹ thuật lọc phức tạp làm giới hạn khả năng mở rộng của hệ thống. Phương pháp của nhóm nghiên cứu, gọi là SUPER, sử dụng các xung siêu nhanh để điều khiển trạng thái lượng tử trên các thang thời gian chưa từng có, cho phép thực hiện các phép toán lượng tử nhanh hơn và phức tạp hơn. Quan trọng là, SUPER giữ nguyên trạng thái spin lượng tử bên trong, một yếu tố then chốt để tạo ra sự rối lượng tử giữa các nút xa nhau—một đặc điểm thiết yếu cho các mạng lưới truyền thông lượng tử trong tương lai. Bằng cách kết hợp chế tạo cấu trúc nano kim cương, công nghệ quang học siêu nhanh và mô hình lý thuyết, các nhà nghiên cứu đã chứng minh một công cụ mạnh mẽ mới cho vật liệu rắn.