Giáo sư Thomas Sand Jespersen tại DTU Energy cho biết:
“Qubit lý tưởng là một hệ lượng tử mà chúng ta có thể kiểm soát hoàn toàn. Nghĩa là trạng thái của nó không tự thay đổi và có thể đo lường chính xác sau khi tính toán.”
Ông hiện đang nghiên cứu vật liệu lượng tử và phát triển giải pháp kết nối công nghệ lượng tử với hệ thống điện tử cổ điển.
Qubit mới từ tinh thể oxit phức hợp
Theo Giáo sư Jespersen, việc tìm kiếm loại qubit tối ưu vẫn chưa có lời giải cuối cùng. Do đó, nhóm nghiên cứu của ông cùng các đối tác từ Ý, Pháp, Thụy Điển và Ba Lan đang thử nghiệm qubit trong những vật liệu hoàn toàn mới: oxit phức hợp.
Oxit phức hợp là loại tinh thể tự nhiên, thường được dùng trong trang sức, pin và pin nhiên liệu. Chúng cũng có thể được nuôi cấy nhân tạo. Tại DTU Energy, nhóm nghiên cứu về oxit chức năng là một trong những đơn vị hàng đầu thế giới trong lĩnh vực này.
Strontium titanate – vật liệu lượng tử đầy hứa hẹn
Một trong những vật liệu đang được chú ý là strontium titanate. Đây là vật liệu lượng tử có cấu trúc tinh thể phức tạp, nơi electron tương tác mạnh mẽ với dao động của tinh thể. Jespersen ví von:
“Hãy tưởng tượng một đàn chim sáo đá, khi một con đổi hướng thì cả đàn cùng bay theo. Electron trong strontium titanate cũng hành xử như vậy.”
Khác với silicon – nơi electron hoạt động độc lập – strontium titanate mở ra khả năng kiểm soát và khai thác trạng thái electron theo nhóm.
Triển vọng máy tính lượng tử nhanh hơn
Điểm mạnh của strontium titanate là electron “nhạy bén” có thể được tận dụng làm qubit với phương pháp điều khiển và đọc trạng thái mới. Jespersen nhận định:
“Nếu thành công, chúng ta có thể tạo ra qubit hoạt động nhanh hơn nhiều trong máy tính lượng tử. Cho đến nay, kết quả vẫn rất khả quan.”
Tóm lại: Nghiên cứu tại DTU Energy đang mở ra hướng đi mới cho công nghệ lượng tử, với hy vọng tạo ra thế hệ qubit mạnh mẽ hơn từ tinh thể oxit phức hợp – đặc biệt là strontium titanate. Đây có thể là bước tiến quan trọng để đưa máy tính lượng tử đến gần hơn với thực tiễn ứng dụng.
