Mạng Internet
lượng tử mới có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các thành phần sẵn có trên
thị trường (Ảnh: Fermilab)
Rối lượng tử là một hiện tượng kỳ
lạ nghe giống như phim khoa học viễn tưởng đối với lối tư duy vật lý cổ điển của
chúng ta. Về cơ bản, 2 hoặc nhiều hạt có thể bện chặt với nhau đến mức thay đổi
trạng thái của một hạt sẽ ngay lập thay đổi tức trạng thái của hạt kia, bất kể
chúng cách xa nhau bao nhiêu.
Cơ chế mà Einstein tự gọi là “ma
quái” này có thể được khai thác để tạo ra các mạng lượng tử. Các cặp photon có
thể bị làm rối vào nhau và tách ra, cho phép dữ liệu được “viễn tải” giữa chúng
trên một khoảng cách xa. Như một phần thưởng, các mạng này có thể an toàn hơn,
vì bất kỳ tin tặc nào cố gắng đọc dữ liệu cũng có thể làm sai lệch dữ liệu đó.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ
nhiều viện trường như Fermilab, AT&T, Caltech, Harvard, NASA JPL và Đại học
Calgary đã trình diễn thực hiện viễn tải lượng tử rất chính xác, ổn định trên
khoảng cách xa. Nhóm nghiên cứu gửi thông tin vượt qua 44 km với độ trung thực
trên 90% - một kỷ lục về độ chuẩn xác với khoảng cách này.
Để làm điều này, nhóm đã thêm một
node mạng thứ 3 ở giữa, giữa người gửi và người nhận. Để đưa thông tin từ A đến
B, trước tiên cả hai bên gửi một photon đến C. Người nhận B gửi một phần tử của
một cặp vướng víu và giữ phần tử còn lại. Khi 2 photon của A và B gặp nhau tại
C, chúng bị vướng víu vào nhau, do đó thông tin từ photon của A được truyền đến
cả hai photon của B nhờ liên kết rối lượng tử. Trên thực tế, việc này cơ bản
giống như viễn tải thông tin từ A đến B.
Đó không phải là khoảng cách xa
nhất mà viễn tải lượng tử đã đạt được. Vào năm 2015, thông tin được viễn tải qua
sợi quang hơn 100 km và vào năm 2017, các nhà khoa học Trung Quốc đã phá vỡ kỷ
lục bằng cách viễn tải chuyển dữ liệu một cách hiệu quả hơn 1.200 km, sử dụng
một vệ tinh làm điểm giữa.
Nhưng thí nghiệm mới đánh dấu một
bước đột phá về độ chuẩn xác trên khoảng cách dài. Ví dụ, kỷ lục 100 km đạt độ
chuẩn xác khoảng 80%, do vậy 90% là một bước tiến ấn tượng. Nhóm nghiên cứu cũng
cho hay cấu trúc thử nghiệm chủ yếu sử dụng các thành phần có sẵn ngoài thị
trường, có nghĩa là mạng Internet lượng tử trong tương lai sẽ có thể được xây
dựng trên hạ tầng hiện có.
HA (Caltech)