Tin KH & CN Thế giới

Nghiên cứu chứng minh sự chuyển dịch tức thời bằng cách sử dụng các photon theo yêu cầu từ các chấm lượng tử (16/01/2019)

Một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Áo, Ý và Thụy Điển đã thực hiện thành công sự dịch chuyển tức thời bằng cách sử dụng các photon theo yêu cầu từ các chấm lượng tử. Trong bài báo được công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm nghiên cứu đã giải thích cách họ đạt được kỳ tích này và phương thức áp dụng nó cho các mạng lưới truyền thông lượng tử trong tương lai.

Phép đo tương quan ba photon được ghi lại dưới dạng hàm của thời gian đến với số lượng lớn photodiodes (APDs). Ảnh: Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aau1255

Các nhà khoa học rất quan tâm đến việc phát triển các mạng lưới truyền thông lượng tử thực sự, được cho là an toàn, không bị tấn công hoặc nghe lén do bản chất của chúng. Nhưng, trong nỗ lực mới, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng vẫn còn một số vấn đề cản trở. Một trong số đó là khó khăn trong việc khuếch đại lượng tử. Để giải quyết vấn đề này, cần tạo ra các photon theo yêu cầu như là một phần của bộ lặp lượng tử để xử lý hiệu quả tốc độ xung nhịp cao. Các nhà khoa học đã làm được điều đó nhờ sử dụng các chấm lượng tử bán dẫn.

Nghiên cứu trước đây xoay quanh khả năng sử dụng các chấm lượng tử bán dẫn cho thấy, đây là một phương thức khả thi để chứng minh sự dịch chuyển thức thời nhưng chỉ trong một số điều kiện nhất định. Do đó, chúng chưa được coi là công nghệ bấm nút. Trong nỗ lực mới, các nhà nghiên cứu đã xử lý vấn đề này bằng cách tạo ra các chấm lượng tử có tính đối xứng cao bằng phương pháp khắc để hình thành nên các cặp lỗ trong đó có sự phát triển của các chấm lượng tử. Quá trình mà họ sử dụng được gọi là tầng XX (biexciton), X (exciton). Sau đó, họ sử dụng sơ đồ kích thích xung kép để tạo ra trạng thái XX như mong đợi (sau khi hai cặp tách các photon, chúng vẫn duy trì trạng thái vướng víu). Điều đó cho phép sản sinh các photon đơn lẻ theo yêu cầu phù hợp để sử dụng trong dịch chuyển tức thời. Nhóm nghiên cứu lưu ý, sơ đồ kích thích xung kép rất quan trọng đối với quá trình này vì nó giảm thiểu hiện tượng kích thích lại.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm quy trình của họ trước tiên trên các đầu vào được điều chỉnh theo cách chủ quan và sau đó trên các chấm lượng tử khác nhau để chứng tỏ nó có thể hoạt động trên rất nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, vẫn cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu (chủ yếu là tăng tốc độ xung nhịp) trước khi quy trình có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong thế giới thực. 

Nguồn: Đ.T.V (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 03/01/2019