Laser trên chip làm mát ion bị bẫy nhanh hơn gấp 3 lần cho điện toán lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã phát triển một kỹ thuật làm lạnh bằng laser trên chip, giúp đưa các ion bị bẫy đến gần trạng thái cơ bản lượng tử của chúng chỉ trong 150 micro giây, có khả năng giảm bớt nút thắt thời gian chính trong điện toán lượng tử.

Phương pháp này nhanh hơn khoảng ba lần so với cách bố trí laser thông thường, vốn mất khoảng 500 micro giây. Nó cũng làm lạnh ba chế độ chuyển động khác nhau của một ion cùng một lúc, thay vì yêu cầu các hoạt động làm lạnh riêng biệt cho từng chế độ.

Các kết quả nghiên cứu cho thấy quang học tích hợp có thể cải thiện khả năng kiểm soát các ion bị bẫy như thế nào khi các nhà nghiên cứu nỗ lực xây dựng các máy tính lượng tử lớn hơn.

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Karan Mehta, một phó giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính tại Trường Kỹ thuật Duffield của Cornell.

Việc làm lạnh làm chậm các hoạt động lượng tử

Máy tính lượng tử ion bẫy sử dụng các nguyên tử tích điện được giữ trong các điện trường để lưu trữ và xử lý thông tin lượng tử. Độ chính xác của chúng khiến chúng trở thành những ứng cử viên hứa hẹn cho điện toán lượng tử, nhưng các chuyển động nguyên tử không mong muốn có thể gây nhiễu cho các hoạt động.

Các nhà nghiên cứu phải liên tục sử dụng laser để loại bỏ chuyển động này và làm lạnh các ion đến gần trạng thái năng lượng thấp nhất có thể của chúng. Các quy trình làm lạnh này có thể chiếm một phần đáng kể trong thời gian vận hành của máy tính lượng tử.