LIÊN ĐỚI LƯỢNG TỬ Ở QUI MÔ VŨ TRỤ

 

 ENTANGLEMENT IN COSMIC

ENTANGLEMENT TRONG QUI MÔ VŨ TRỤ

 Sau đây là hai phát triển ứng dụng của liên đới lượng tử vào quy mô vũ trụ : tìm hiểu hấp dẫn lượng tử (quantum gravity) và tiến đến kỷ nguyên internet lượng tử. 

A/ Các nhà vật lý đưa ra ý tưởng dùng trạm quốc tế ISS (International Space Station) để tìm hiểu hấp dẫn lượng tử .

Vấn đề đặt ra là kiểm tra xem liệu hấp dẫn có ảnh hưởng đến trạng thái lượng tử của ánh sáng trên một khoảng cách lớn bằng cách đưa  photon liên đới lượng tử từ một trạm mặt đất đến ISS .Thí nghiệm có thể bắt đầu vào năm 2020.

 Cơ sở lý thuyết của thí nghiệm được phát triển bởi Timothy Ralph (Đại học Queensland) cùng đồng nghiệp. Lý thuyết của  Timothy Ralph chứng minh rằng các trạng thái lượng tử sẽ bị ảnh hưởng của hấp dẫn một cách hoàn toàn khác so với các trạng thái cổ điển.

Siddarth Joshi (Đại học Bristol) phát biểu rằng thí nghiệm có thể thực hiện nhờ công nghệ hiện đại.

Ý tưởng được công bố trên New Journal of Physics.Tại một trạm trên mặt đất các nhà vật lý tạo nên những photon liên đới lượng tử  và gửi đến ISS ở đấy các photon được ghi đo.

Trạm mặt đất trước hết gửi lên ISS những photon không liên đới sau đó gửi các photon liên đới.Theo lý thuyết của Ralph nếu quả thật có ảnh hưởng của hấp dẫn lên các cặp photon liên đới thì quỹ đạo và thời điểm đến ISS của chúng sẽ bị nhiễu loạn. Siddarth cho rằng công nghệ mới có khả năng ghi đo được các độ chênh lệch đó.

Theo kế hoạch ISS sẽ tiếp có 4 detector đo 4 phân cực : thẳng góc , nằm ngang, +45 0  và -45 0 .Trạm mặt đất sẽ là tại La Palma hoặc Tenerife.

Nếu lý thuyết của Ralph đúng thì kết quả dữ liệu sẽ chúng minh được ảnh hưởng của hấp dẫn đến các trạng thái lượng tử, và như thế cho chúng ta thêm ánh sáng vào vấn đề hấp dẫn lượng tử . 

 B  / Internet lượng tử và vệ tinh Micius

 Có thể nói internet lượng tử (quantum internet) đang ở thời kỳ rạng đông nhờ vệ tinh  Trung quốc Micius (Mặc tử )-xem hình 1.

 

Ảnh của Đại học khoa học và công nghệ Trung quốc)

Hình 1. Vệ tinh Mặc tử đã giúp gửi các dữ liệu mật mã lượng tử giữa Trung quốc và Áo làm thế giới xích gần đên kỷ nguyên internet lượng tử .

Nhờ internet chúng ta có được nhiều thông tin song mặt khác các thông tin đó dễ bị đánh cắp.

Mật mã hóa sẽ làm cho thông tin an toàn .Hiện nay các nhà vật lý sử dụng vệ tinh Micius (lấy tên nhà triết học Mặc tử )Trung quốc để trao đối thông tin mật mã hóa giữa Trung quốc và Áo.Những thí nghiệm này có thể dẫn thế giới gần đến kỷ nguyên internet lượng tử.

Mặc Tử　(墨子), tên thật là Mặc Địch (墨翟), người nước Lỗ, thời Chiến Quốc.(khoảng 478 - 392 trước Công nguyên).Ông là một triết gia tính tình phóng khoáng và chủ trương giao lưu rộng rãi.

Vệ tinh Mặc tử được phóng lên vũ trụ tháng 8/2016 để thực hiện thử nghiệm trao đổi thông tin và mật mã lượng tử.Các phương tiện trao đổi thông thường sử dụng radio hoặc các tín hiệu vi sóng song ở đây qua vệ tinh Mặc tử người ta sử dụng các photon liên đới lượng tử (quantum-entangled photons) để viễn tải (teleport) thông tin .

Hiện nay vệ tinh Mặc tử đã giúp đạt kỷ lục khoảng cách liên đới lượng tử là 1.200 km (746 mi).

 

                                                             Hình 2.

Trên đây (hình 2) là ảnh của Mặc tử (tên được đặt cho vệ tinh) được truyền từ Bắc kinh đến Vienna và  ảnh đáp lại là ảnh của Erwin Schrodinger từ Vienna.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Michael Banks,Physicists propose space mission to test quantum gravity 28 May 2018 

https://physicsworld.com/a/physicists-propose-space-mission-to-test-quantum-gravity/

[2]Michael Irving Michael Irving ,Global quantum internet dawns, thanks to China's Micius satellite

https://newatlas.com/micius-quantum-internet-encryption/53102/