Các mạch lõi của viễn di lượng tử (teleportation), tạo ra và phát hiện hiệu ứng vướng víu lượng tử, đã được tích hợp thành công vào một con chip quang tử bởi một nhóm các nhà khoa học từ các trường đại học Bristol, Tokyo, Southampton và Phòng thí nghiệm công nghệ thiết bị NTT. Những kết quả này mở đường cho việc phát triển máy tính lượng tử tốc độ siêu cao và tăng cường tính bảo mật của thông tin liên lạc.

 Qubit (bit lượng tử) là phiên bản lượng tử nhạy cảm của 0 và 1 (bit) của máy tính ngày nay và là nền tảng của máy tính lượng tử. Photon là hạt ánh sáng và chúng là phương thức đầy hứa hẹn để thực hiện các qubit tuyệt vời này. Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất là thực hiện thành công hiệu ứng viễn di lượng tử, truyền qubit từ một photon sang một photon khác. Tuy nhiên, việc thực hiện thí nghiệm thông thường đối với viễn di lượng tử đòi hởi những công cụ cồng kềnh với hàng trăm dụng cụ quang học được sắp đặt phù hợp, khác xa với quy mô và sức mạnh của thiết bị cần thiết trong một máy tính hiện đại hoặc thiết bị cầm tay ngày nay.

 Năm 2013, Giáo sư Furusawa và các đồng nghiệp của ông đã thành công trong việc thực hiện viễn dị lượng tử một cách hoàn hảo, tuy nhiên, điều này đòi hỏi một hệ thống rộng vài mét vuông; mất nhiều tháng để chế tạo, và đạt đến giới hạn về khả năng thu nhỏ kích cỡ. Nghiên cứu mới tại Đại học Bristol do Giáo sư Jeremy O'Brien đứng đầu đã lấy những mạch quang học đó và tạo ra chúng trên một vi mạch silic có kích thước chỉ một vài mm (0,0001 mét vuông) sử dụng các phương pháp chế tạo nano tiên tiến nhất. Đây là lần đầu tiên viễn di lượng tử đã được chứng minh trên một chip silic và kết quả đã giải quyết triệt để các vấn đề về khả năng kích cỡ. Nhóm các nhà nghiên cứu đã thực hiện một bước tiến quan trọng hướng gần hơn tới mục tiêu cuối cùng của họ tích hợp một máy tính lượng tử vào một con chip quang tử.

 Mặc dù công nghệ máy tính hiện tại đã có tiến bộ đáng kể, nhưng hiệu năng của chúng đang tiến đến giới hạn cơ bản của vật lý cổ điển. Mặt khác, các nhà khoa học đã dự đoán rằng các nguyên lý của cơ học lượng tử sẽ tạo ra khả năng phát triển của liên lạc lượng tử siêu an toàn và máy tính lượng tử siêu mạnh mẽ, vượt qua giới hạn của các công nghệ hiện nay. Một trong những bước quan trọng nhất trong việc đạt được này là thiết lập các công nghệ viễn di lượng tử (chuyển tín hiệu của các bit lượng tử trong photon từ một người gửi đến người nhận ở xa). Việc thực hiện viễn di trên một chip micro là một thành phần quan trọng mở ra tiềm năng cho các công nghệ lượng tử thực tế.

Giáo sư Akira Furusawa ở Đại học Tokyo cho biết: "Thành tựu mới nhất này cho phép chúng tôi thực hiện viễn di lượng tử hoàn hảo với một con chip quang tử. Bước tiếp theo là để tích hợp toàn bộ hệ thống viễn di lượng tử".

 Giáo sư Jeremy O'Brien, Giám đốc Trung tâm Photonics Quantum tại Đại học Bristol,cho biết: "Để có thể tái tạo một mạch quang mà thông thường đòi hỏi bảng quang học có kích thước bằng một phòng lên trên chip quang tử là một thành tựu vô cùng quan trọng. Trong thực tế, chúng tôi đã thu nhỏ chục ngàn lần kích thước của một hệ thống quang học lượng tử rất phức tạp".

Nguồn: NASATI, ngày 6/4/2015