Bước tiến đột phá: Thu nhỏ phòng thí nghiệm lượng tử vào chip

Theo dõi tạp chí Điện tử và Ứng dụng trên
Các nhà khoa học tại Đại học California, Santa Barbara (UCSB) đã đạt được một bước tiến đột phá trong nghiên cứu lượng tử khi lần đầu tiên thu nhỏ thành công các thí nghiệm lượng tử từ phòng thí nghiệm lớn thành các hệ thống nhỏ dựa trên chip.
Bước tiến đột phá: Thu nhỏ phòng thí nghiệm lượng tử vào chip
Các nhà nghiên cứu tại UCSB giờ đây đã có thể thực hiện các thí nghiệm lượng tử trên một con chip. Ảnh: Andrey Suslov/iStock

Thí nghiệm lượng tử truyền thống đòi hỏi môi trường nhiệt độ cực thấp, gần bằng không độ tuyệt đối, và sử dụng hệ thống quang học cồng kềnh được gọi là bẫy từ-quang học 3 chiều (3D-MOT). Những hệ thống này, với laser, thấu kính, gương và cuộn dây từ tính, chỉ có thể hoạt động trong điều kiện phòng thí nghiệm, giới hạn nghiêm trọng khả năng ứng dụng trong thế giới thực.

Nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Daniel Blumenthal đã phát triển PICMOT (bẫy từ-quang học 3D tích hợp photonic), một thiết bị thu nhỏ có thể phân phối chùm ánh sáng để làm lạnh nguyên tử trên một con chip. Thành tựu này đã trở thành hiện thực nhờ sử dụng nền tảng tích hợp ống dẫn sóng silicon nitride tổn thất thấp, cho phép tạo ra laser, bộ điều biến và bộ phát mạng khúc xạ diện tích lớn trên chip.

Bước tiến đột phá: Thu nhỏ phòng thí nghiệm lượng tử vào chip
Một minh họa về bẫy rubidium 3D MOT của các nhà nghiên cứu, được chụp bởi một camera đặt ở bên cạnh thiết lập PICMOT. Điểm sáng tại giao điểm của các tia là một đám mây nguyên tử bị bẫy. Hình ảnh: UCSB

Một trong những thành tựu đáng chú ý nhất là khả năng định tuyến ánh sáng từ cáp quang mỏng hơn sợi tóc người đến ba bộ phát mạng khúc xạ, tạo ra ba chùm tia giao nhau. Mỗi chùm tia sau khi được phản chiếu lên chính nó tạo thành sáu chùm tia giao nhau, mỗi chùm có thể bẫy một triệu nguyên tử và làm lạnh chúng đến 250μK.

Đổi mới này hứa hẹn cách mạng hóa các lĩnh vực như đo thời gian chính xác, cảm biến lượng tử và máy tính lượng tử. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm phát hiện nhạy cảm chuyển động của sông băng hoặc hoạt động núi lửa, cải thiện độ chính xác của việc đo thời gian, và thực hiện các phép đo trong không gian mà không thể thực hiện được trên Trái đất.

Nghiên cứu này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc biến công nghệ lượng tử từ những phòng thí nghiệm cồng kềnh thành các thiết bị nhỏ gọn, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thế giới thực.

Có thể bạn quan tâm

Tạo điện từ nước và áp suất trong lỗ rỗng silicon

Tạo điện từ nước và áp suất trong lỗ rỗng silicon

Khoa học
Các nhà nghiên cứu tại Đức vừa phát triển phương pháp mới tạo ra điện năng chỉ từ nước và áp suất. Họ khai thác sức mạnh ma sát bên trong những lỗ rỗng nhỏ nhất của silicon, nguyên tố phong phú thứ hai trên Trái Đất.
Nhận dạng chính xác con người chỉ bằng tín hiệu Wifi

Nhận dạng chính xác con người chỉ bằng tín hiệu Wifi

Phát minh khoa học
Các nhà khoa học cho biết, công nghệ Wifi mới có thể nhận dạng con người mà không cần các thiết bị đi kèm.
Bàn tay robot thực hiện điệu nhảy moonwalk

Bàn tay robot thực hiện điệu nhảy moonwalk

Công nghệ số
Một video được đăng tải bởi một nghiên cứu sinh của Đại học Hanyang, Hàn Quốc đã dí dỏm trình chiếu điệu nhảy moonwalk của một bàn tay robot.
Giải pháp kỹ thuật giúp pin mặt trời mỏng, rẻ và hiệu quả hơn

Giải pháp kỹ thuật giúp pin mặt trời mỏng, rẻ và hiệu quả hơn

Phát minh khoa học
Các nhà khoa học cho biết đã áp dụng kỹ thuật sản xuất giúp pin mặt trời trở nên mỏng, hiệu suất cao hơn bằng cách thêm một lớp vàng có hoa văn phủ oxit nhôm.
Khẩu trang thời Covid là

Khẩu trang thời Covid là 'bom hẹn giờ' vi nhựa

Khoa học
Nghiên cứu của các nhà khoa học Anh chỉ ra các khẩu trang y tế dùng một lần đang bị phân hủy thành các hạt vi nhựa, tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức khỏe và môi trường.
Xem thêm
Hà Nội
TP Hồ Chí Minh
Đà Nẵng
Nghệ An
Phan Thiết
Quảng Bình
Thừa Thiên Huế
Hà Giang
Hải Phòng
Khánh Hòa
Hà Nội

21°C

Cảm giác: 21°C
bầu trời quang đãng
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
20°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
15°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
14°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
14°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
14°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
13°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
15°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
15°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
15°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
16°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
17°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
18°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
17°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
17°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
16°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
16°C
TP Hồ Chí Minh

26°C

Cảm giác: 26°C
mây đen u ám
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
25°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
26°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
27°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
27°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
25°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
22°C
Đà Nẵng

23°C

Cảm giác: 24°C
mây cụm
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
21°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
21°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
21°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
21°C
Nghệ An

17°C

Cảm giác: 17°C
mây đen u ám
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
17°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
17°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
15°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
14°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
12°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
12°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
12°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
13°C
Phan Thiết

25°C

Cảm giác: 25°C
mây đen u ám
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
27°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
26°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
25°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
24°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
27°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
27°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
25°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
27°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
25°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
25°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
24°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
25°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
24°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
23°C
Quảng Bình

18°C

Cảm giác: 18°C
mây đen u ám
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
17°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
17°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
17°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
18°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
19°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
17°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
11°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
11°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
11°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
11°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
11°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
10°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
10°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
10°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
10°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
11°C
Thừa Thiên Huế

24°C

Cảm giác: 24°C
sương mờ
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
21°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
21°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
20°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
20°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
18°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
17°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
17°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
17°C
Hà Giang

16°C

Cảm giác: 17°C
bầu trời quang đãng
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
20°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
20°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
19°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
19°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
17°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
15°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
14°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
15°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
19°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
18°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
15°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
11°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
12°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
19°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
22°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
20°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
14°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
15°C
Hải Phòng

23°C

Cảm giác: 23°C
bầu trời quang đãng
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
21°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
20°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
19°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
18°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
16°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
15°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
14°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
13°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
13°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
12°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
13°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
13°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
14°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
14°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
15°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
14°C
Khánh Hòa

23°C

Cảm giác: 24°C
mây đen u ám
Thứ hai, 17/11/2025 00:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 03:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 06:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 09:00
23°C
Thứ hai, 17/11/2025 12:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 15:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 18:00
22°C
Thứ hai, 17/11/2025 21:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 00:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 03:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 06:00
25°C
Thứ ba, 18/11/2025 09:00
24°C
Thứ ba, 18/11/2025 12:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 15:00
23°C
Thứ ba, 18/11/2025 18:00
22°C
Thứ ba, 18/11/2025 21:00
22°C
Thứ tư, 19/11/2025 00:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 03:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 06:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 09:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 12:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 15:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 18:00
23°C
Thứ tư, 19/11/2025 21:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 00:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 03:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 06:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 09:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 12:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 15:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 18:00
23°C
Thứ năm, 20/11/2025 21:00
23°C

Tỷ giáGiá vàng