Truyền thông lượng tử sử dụng những nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử cho rằng không thể sao chép hoàn toàn một qubit – đơn vị truyền thông lượng tử [1]. Tuy nhiên, một trạng thái chưa được xác định của một quibit vẫn có thể giao tiếp lượng tử với một qubit khác, trong hệ chồng chập, là cơ sở để hình thành lên quá trình quantum teleportation ( viễn tải lượng tử ). Thí nghiệm đầu tiên của viễn tải lượng tử đã được thực hiện thành công năm 1998 [2], với khoảng cách chỉ 1 met. Các thí nghiệm sau đó với photon( đơn vị ánh sáng), trong đường quang học ( fiber) đã đạt được khoảng cách lên tới hàng trăm mét. Tuy nhiên, những ứng dụng thực tế của thí nghiệm này vẫn chưa được thành công vì lưu truyền thông tin đòi hỏi một khoảng cách lớn hơn rất nhiều, vài trăm km. Một nhóm khoa học đến từ trường Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) kết hợp với Đại học Thanh Hoa vừa mới công bố một kết quả kinh ngạc liên quan đến lĩnh vực này. Họ đã thành công trong quá trình thực hiện viễn tải lượng tử trong môi trường không lưu dẫn ( không khí), với chiều dài lên tới 16 km [3].
H1. Kết quả nổi bật của nhóm nghiên cứu đến từ hai trường đại học hàng đầu của Trung Quốc, USTC và Thanh Hoa : truyền thông lựong tử với khoảng cách 16 km ngoài không khí. [3]
Kết quả này không chỉ chứng minh tính đúng đắn của viễn tải lượng tử trên lý thuyết, mà nó còn mở ra một thế giới mới, nơi áp dụng công nghệ viễn tải và truyền thông lượng tử. Thí nghiệm vẫn sử dụng những giao tiếp cơ bản của viễn tải lượng tử sơ khai: Alice và Bob đều nhận một photon trong trạng thái chồng chập. Alice đo photon của mình kết hợp với giữ kiện của qubit- chưa xác định và gửi kết quả tới Bob; với kết quả đó, Bob sử dụng photon của mình để xây dựng nên trạng thái qubit-chưa xác định kia. Để có thể truyền trong không khí ( free-space), nhóm nghiên cứu đã sáng chế một lọat hệ thống, từ telescope ( kĩnh viễn vọng) đến hệ điều khiển tự động để tăng tính ổn định, và đặc biệt đảm bảo quá trình truyền thông tin tức thời. Hiệu suất của hệ thống đạt được tới 90%. Với kết quả này, nó hoàn toàn có thể mở ra một trang mới trong lĩnh vực truyền thông lượng tử -viễn tải lượng tử giữa các vệ tinh nhân tạo là một ví dụ điển hình.
[1] : W.K.Wootters, W.H.Zurek, The no-cloning theorem, Physics Today, Volume 62, Issue 2, Quick Study
[2]: G.P.Collins, Quantum Teleportation Channels Opened in Rome and Innsbruck, Physics Today, Volume 51, Issue 2, Search and Discovery.
[3]: Xian-Min Jin et al, Experimental free-space quantum teleportation, Nature Photonics, 16 May 2010.
——-
Vatlyvietnam's Blog 