Các kỹ sư từ Đại học New South Wales đã đạt được một cột mốc mới trong vật lý. Họ đã làm cho bộ xử lý lượng tử hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 20 lần so với trước đây. Thành tựu này sẽ giúp tạo ra các hệ thống điện toán lượng tử mạnh hơn, tiết kiệm và tiết kiệm năng lượng hơn trong tương lai gần.
Nhóm đã tiến hành nghiên cứu dưới sự bảo trợ của Diraq, công ty con của UNSW. Trong một thời gian ngắn, các nhà nghiên cứu đã chứng minh được khả năng tồn tại của “qubit nóng”. Trước đây, khái niệm này được coi là lý thuyết.
Qubit là đơn vị cơ bản của thông tin lượng tử. Tuy nhiên, nhờ các thí nghiệm, giờ đây chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ trên 1 kelvin, khoảng ° độ C. Khả năng chịu nhiệt độ mới này tương thích với các hoạt động điện tử thông thường. Tác giả chính, Jonathan Huang, một sinh viên tốt nghiệp tại Đại học New South Wales và là nhà nghiên cứu của Dirac, nhấn mạnh rằng thí nghiệm này mang tính cách mạng.
Ông cho biết: “Chip silicon truyền thống tạo ra nhiệt, đây là vấn đề quen thuộc trong các thiết bị điện tử. Một số hệ thống điện toán lượng tử hàng đầu trong bối cảnh ngày nay yêu cầu làm mát đến nhiệt độ cực thấp, rất gần với độ không tuyệt đối (-273,15 độ C). Ở nhiệt độ cao hơn, các qubit bị phá hủy, khiến công nghệ này không còn khả thi nữa”. “Nghiên cứu mới này chứng minh tính toán lượng tử dựa trên spin có độ chính xác cao ở nhiệt độ trên một Kelvin – hay -272 độ C – nhiệt độ tương thích với hoạt động của các thiết bị điện tử thông thường,” ông nói thêm. "Điều này giúp có thể chạy các quy trình sửa lỗi phức tạp cần thiết cho điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi, mở đường cho các phương pháp thực tế và máy tính lượng tử hữu ích".
Các hệ thống điện toán lượng tử truyền thống dựa vào nhiệt độ cực thấp, gần độ không tuyệt đối để duy trì sự ổn định và chính xác. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là cơ chế làm mát phức tạp và tốn kém hơn.
Thay vào đó, các kỹ sư cho phép bộ xử lý lượng tử hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Như vậy, chúng ta đã vượt qua trở ngại chính trong việc phát triển công nghệ điện toán lượng tử. Phần cứng Diraq cải tiến giải quyết vấn đề mở rộng quy mô điện toán lượng tử lên hàng triệu qubit. Nó được chế tạo bằng cách sử dụng một công nghệ mới được gọi là spin trong silicon và điều này khiến công ty trở nên khác biệt so với đối thủ.
Tiến sĩ Henry Yang, người đứng đầu bộ phận kiểm soát lượng tử tại Diraq và là tác giả chính của bài báo trước đây về “qubit nóng”, giải thích rằng nghiên cứu của nhóm về các thông số vật lý nhằm đạt được khả năng kiểm soát, khởi tạo và đọc qubit với độ chính xác cao ở nhiệt độ cao đã giúp ích chúng đạt được độ chính xác cao.
Tiến sĩ Young cho biết: “Chúng tôi được thúc đẩy bởi thách thức đạt được khả năng kiểm soát, khởi tạo và đọc dữ liệu có độ chính xác cao ở nhiệt độ cao”. “Đó là lý do tại sao chúng tôi tiến hành nghiên cứu kỹ lưỡng về các thông số vật lý để đạt được mục tiêu của mình”.
Chúng tôi hy vọng điện toán lượng tử sẽ có những ứng dụng mang tính biến đổi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dược phẩm, khoa học vật liệu, tài chính, hậu cần, dự báo thời tiết và quản lý năng lượng.
Đọc thêm:
Trong quá trình thử nghiệm, anh ấy đã khai thác được số dư bitcoin