Phá vỡ kỷ lục về khoảng cách viễn tải lượng tử

Các nhà vật lý tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) vừa phá vỡ kỷ lục viễn tải lượng tử khi có thể truyền thông tin từ một photon tới một photon khác trên chặng đường hơn 102 km cáp sợi quang – xa gấp bốn lần so với kỷ lục cũ.

Viễn tải lượng tử được xây dựng dựa trên rối lượng tử. Khi các phân tử hạ nguyên tử gần nhau bị vướng vào nhau, chúng sẽ dính với nhau mãi mãi, ngay cả khi bị tách khỏi nhau. Khi một phân tử này truyền thông tin lượng tử cho phân tử khác, về bản chất đó chính là phân tử tự thực hiện viễn tải lượng tử cho nó.

Để phá vỡ kỷ lục về khoảng cách, các nhà khoa học ở NIST đã phải dùng đến một máy dò rất nhạy cảm. Marty Stevens, thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết: “Chỉ có khoảng 1% trong số các photon có thể đi qua sợi quang dài 100km. Chúng tôi sẽ không thể thực hiện được thí nghiệm này nếu không có những máy dò mới kia, chúng có thể đo được tín hiệu rất yếu này”.

Mục đích cuối cùng của viễn tải lượng tử nhằm thực hiện mật mã lượng tử. Dưới đây là một định nghĩa của tạp chí Physics World:

Mật mã lượng tử bao gồm hai phần tử cùng có chung một chiếc chìa khóa bí mật được tạo ra từ việc sử dụng các trạng thái của các phân tử lượng tử chẳng hạn như photon. Khi đó, các bên tham gia liên lạc có thể trao đổi thông điệp cho nhau bằng các phương thức thông thường nhưng với mức độ an ninh được bảo đảm tuyệt đối nhờ việc mã hóa thông tin bằng chiếc chìa khóa bí mật. Nếu có kẻ nghe lén muốn tìm cách chặn chiếc chìa khóa đó sẽ phải phá hủy các trạng thái lượng tử, và như vậy kẻ đó sẽ tự động để lộ tung tích của mình. Về lý thuyết, không thể lấy trộm những thông tin được mã hóa theo phương pháp này. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi rất nhiều người đang nóng lòng muốn nó trở thành khả thi. Nhưng trước tiên, các nhà khoa học sẽ phải nghiên cứu cách thực hiện viễn tải lượng tử một cách tin cậy hơn nữa, và ở khoảng cách xa hơn nữa. Các nhà khoa học ở NIST hiện đang nghiên cứu tạo ra nhiều máy dò nhạy cảm hơn để thực hiện được điều đó.

Theo Khampha.vn