Tiến Bộ Lượng Tử: Ổn Định Chấm Lượng Tử và Kiểm Soát Qubit Phân Tử

Những đột phá gần đây trong vật lý lượng tử hứa hẹn sẽ cách mạng hóa điện toán lượng tử và truyền thông lượng tử. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Oklahoma đã phát triển một phương pháp ổn định các chấm lượng tử keo (QD) bằng cách thêm một lớp phân tử kết tinh. Đổi mới này, được công bố trên Nature Communications, ngăn QD nhấp nháy hoặc tối đi, kéo dài thời gian phát xạ photon liên tục của chúng lên hơn 12 giờ ở nhiệt độ phòng. Điều này khắc phục những hạn chế lịch sử của QD, thường nhanh chóng bị lỗi do các khuyết tật bề mặt và yêu cầu nhiệt độ cực thấp. Các QD ổn định, được làm từ perovskite, đạt hiệu suất gần 100% ở nhiệt độ phòng, làm cho chúng trở nên giá cả phải chăng và thiết thực hơn cho các nguồn sáng chip photonic. Đồng thời, tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne, Randall Goldsmith của Đại học Wisconsin-Madison đang thúc đẩy khoa học thông tin lượng tử (QIS) bằng cách thao túng các tương tác ánh sáng-vật chất. Nhóm của Goldsmith đang xây dựng các giao diện photonic, chẳng hạn như khoang siêu nhỏ, để đo lường và tác động chính xác đến các phân tử, tạo ra các qubit phân tử có thể tùy chỉnh. Các qubit này mang lại tính linh hoạt trong việc điều chỉnh các đặc tính photonic của chúng, cho phép kiểm soát tuổi thọ qubit và ánh sáng phát ra. Khả năng điều chỉnh tốt này cho phép thiết kế các qubit phù hợp với các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ trong tế bào sống hoặc truyền dữ liệu tốc độ cao trong mạng lượng tử. Những tiến bộ này, được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, đang mở đường cho các công nghệ lượng tử mới mạnh mẽ.