Đặt trên đỉnh tháp Kline, một kính viễn vọng sẽ bắn photon qua vịnh hẹp Long Island để thử nghiệm truyền tin lượng tử trong không gian tự do. Ảnh: Yale Engineering
Trong dự án Q-LATS, dự kiến triển khai vào mùa hè, nhóm nghiên cứu sẽ tạo ra một cặp photon vướng víu (các hạt kết nối với nhau kể cả ở khoảng cách rất xa). Họ sẽ giữ lại một photon, sau đó dùng laser bắn photon còn lại từ kính viễn vọng trên đỉnh tháp Kline tại khuôn viên Đại học Yale.
Photon này sẽ di chuyển 44 km qua vịnh hẹp Long Island và được một kính viễn vọng tương tự đặt trên nóc bệnh viện tại Đại học Stony Brook thu nhận. Nếu mọi thứ diễn ra đúng kế hoạch, cặp photon vẫn sẽ vướng víu.
Theo Hong Tang, giáo sư Kỹ thuật Máy tính và Điện tại Đại học Yale, ông cùng các cộng sự đang tận dụng một tình huống đặc biệt. "Ở Mỹ không có nhiều nơi như thế này, một vùng nước nằm giữa hai viện nghiên cứu lớn và giữa hai bang khác nhau", ông nói.
"Chúng tôi muốn trao đổi thông tin lượng tử để chứng minh rằng có thể thiết lập liên kết qua không gian tự do", Tang giải thích.
Nhóm nghiên cứu cho biết, thông thường, mạng lượng tử sử dụng cáp quang. Cách nhiệt và thường nằm dưới lòng đất, đây là cách tốt để đưa qubit - các bit thông tin lượng tử - vốn mong manh đến nơi cần đến. Nhưng cáp quang không phải lúc nào cũng lý tưởng do những vấn đề về địa lý và chi phí. Cáp quang cũng không thể sử dụng để liên lạc với vệ tinh hoặc một hòn đảo cô lập.
Với quang học không gian tự do, trong khu vực đô thị, các nhà khoa học có thể truyền tin từ mái nhà này sang mái nhà khác dễ dàng hơn dùng cáp ngầm. Dù vậy, phương pháp này cũng có những rủi ro, ví dụ như thời tiết xấu.
"Chúng tôi sẽ di chuyển 44 km qua không gian tự do, nghĩa là có nhiều sự suy giảm tín hiệu trong không khí, nhiễu xạ, sự hỗn loạn. Có thể xảy ra mưa và những thứ tương tự", Mason Abrell, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu có thể thử nghiệm các ứng dụng khác như mật mã lượng tử, truyền hình ảnh độ phân giải cao cho thiên văn học và phát hiện hạt năng lượng cao.
Thu Thảo (Theo Interesting Engineering)
