Nâng độ an toàn cho máy tính lượng tử ở mức độ chưa từng có

Bằng cách sử dụng các xung ánh sáng để đẩy nhanh sự phát triển của máy tính lượng tử, các nhà nghiên cứu Trường Đại Học Michigan đã đạt được những bước tiến trong công nghệ có thể chặn đứng các mối đe dọa về an ninh đối với cá nhân và quốc gia.

Đó là một bước phát triển nhảy vọt, có khả năng bảo vệ thông tin tốt hơn và giải mã các mật mã mã hóa của hacker nhanh hơn.

Các nhà nghiên cứu sử dụng các xung ánh sáng ngắn đồng bộ để tạo ra các tương tác vật chất ánh sáng trong các chấm lượng tử (quantum dot) – các phần tử nhỏ đến nỗi mà việc thêm vào hoặc mất electron sẽ làm thay đổi các tính chất của chúng. Họ phát hiện ra rằng họ có thể kiểm soát tần số và các hiện tượng dịch pha (phase shift) trong mạng quang học, hệ thống rất quan trọng trong việc cấp nguồn cho một máy tính lượng tử điều khiển bằng quang học, giáo sư Steel cho biết.

Các máy tính lượng tử điều khiển bằng quang học có thể bẻ khóa ở mức độ cao các mật mã mã hóa trong tích tắc. Loại máy tính nhanh nhất trong các máy tính để bàn ngay nay sẽ cần 20 năm để thực hiện được việc này.

Một lý do khiến máy tính lượng tử quá nhanh là do chúng là những chiếc máy đa nhiệm, nghĩa là có thể làm được rất nhiều việc cùng một lúc.

“Các máy tính lượng tử có khả năng thực hiện các tính toán song song cực lớn,” giáo sư Steel nói. “Đó là lý do tại sao những chiếc máy này nhanh như vậy,”

Và công nghệ mà các nhà nghiên cứu sử dụng để cấp nguồn cho chúng trong nghiên cứu này thì khá rẻ.

“Chúng tôi thật sự phấn khởi về những phát hiện của mình bởi vì nó cho thấy chúng tôi có thể đạt được các kết quả này bằng cách sử dụng các chấm lượng tử và công nghệ viễn thông quang học khá rẻ và có thể sẵn sàng sử dụng để điều khiển các máy tính lượng tử,” giáo sư Steel nói. “Các chấm lượng tử thay thế các transistor trong những máy tính này, và các kết quả của chúng tôi cho thấy rằng chỉ mất một vài phần tỉ watt để điều khiển nó.”

Các nhà nghiên cứu Trường Đại Học Michigan đang sử dụng hệ thống chấm lượng tử để mở đường cho nhiều ứng dụng ở cấp độ lượng tử, như các bộ điều biến quang học (optical modulator) hay các thiết bị logic lượng tử.

Khám phá về quang phổ học chấm lượng tử này là một bước tiến quan trọng trong quá trình xây dựng một máy tính lượng tử cho tương lai.

Quang phổ học là một môn nghiên cứu sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất.

Thanh Vân