Các nhà nghiên cứu USC phát triển bộ lọc quang lượng tử để thúc đẩy sự vướng víu lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính Ming Hsieh của USC Viterbi, cùng với Trường Điện toán Nâng cao, đã tạo ra một bộ lọc quang học có thể cô lập và bảo tồn sự vướng víu lượng tử. Sự phát triển này, được công bố trên tạp chí *Science*, dự kiến sẽ cải thiện đáng kể các công nghệ lượng tử được sử dụng trong điện toán, truyền thông và cảm biến. Bộ lọc được làm từ các kênh dẫn sáng bằng thủy tinh được khắc bằng laser (ống dẫn sóng) giúp loại bỏ các thành phần không mong muốn khỏi ánh sáng đồng thời duy trì các tương quan lượng tử cần thiết cho sự vướng víu. Theo Mahmoud A. Selim, một sinh viên tốt nghiệp tại USC, bộ lọc tinh chỉnh sự vướng víu lượng tử từ trạng thái nhiễu, giữ cho lõi lượng tử nguyên vẹn đồng thời loại bỏ các yếu tố bên ngoài. Bộ lọc sử dụng đối xứng phản chẵn lẻ thời gian (APT) để điều khiển ánh sáng theo những cách mới. Bằng cách tích hợp đối xứng APT vào mạng lưới ống dẫn sóng quang học, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách chủ động lọc tiếng ồn, hướng hệ thống đến trạng thái vướng víu ổn định. Tác giả cấp cao Mercedeh Khajavikhan lưu ý rằng nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của vật lý phi Hermitian và các hệ lượng tử mở như những công cụ trong lĩnh vực lượng tử. Thử nghiệm với các photon đơn lẻ và các cặp photon vướng víu đã xác nhận khả năng của bộ lọc trong việc khôi phục các trạng thái vướng víu mong muốn với độ trung thực trên 99%. Tiến bộ này có ý nghĩa rộng lớn đối với điện toán lượng tử, truyền thông lượng tử và cảm biến lượng tử. Khả năng mở rộng và tích hợp bộ lọc quang học này vào các hệ thống lượng tử hiện có có thể cách mạng hóa các ngành công nghiệp khác nhau và kết hợp các công nghệ lượng tử vào các ứng dụng hàng ngày.