Bộ Khoa học, công nghệ thông tin và truyền thông Hàn Quốc ngày 6/6 cho biết nhóm nghiên cứu chung do giáo sư Yang Beom-jeong thuộc Đại học quốc gia Seoul và giáo sư Kim Keun-su của Đại học Yonsei dẫn đầu đã lần đầu tiên trên thế giới thành công trong việc đo chính xác khoảng cách lượng tử của electron trong vật chất rắn.

Khoảng cách lượng tử là một đại lượng vật lý thể hiện mức độ tương đồng về mặt cơ học lượng tử giữa các hạt trong phạm vi cực kỳ vi mô, bằng một phần triệu độ dày của một sợi tóc, tức thể hiện mức độ giống nhau của hai hạt.

Khi hai hạt có trạng thái lượng tử giống hệt nhau, khoảng cách lượng tử là 0 (giá trị nhỏ nhất); nếu hoàn toàn khác nhau, giá trị là 1 (lớn nhất). Đại lượng này được sử dụng như một thông tin thiết yếu trong các lĩnh vực như máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử.

Trước tiên, thông qua nghiên cứu về phốt pho đen, một loại vật liệu nano được sử dụng trong chíp bán dẫn, nhóm nghiên cứu chung đã phát hiện ra rằng khoảng cách lượng tử của electron được quyết định bởi độ lệch pha.

Khi sử dụng ánh sáng phân cực từ máy gia tốc synchrotron, các nhà nghiên cứu nhận thấy cường độ tín hiệu thay đổi tùy theo độ lệch pha giữa các electron. Từ đó, nhóm đã trích xuất được khoảng cách lượng tử từ giá trị độ lệch pha.

Nhóm nghiên cứu cho biết để phát triển công nghệ lượng tử hoạt động chính xác, việc đo khoảng cách lượng tử chính xác là điều hết sức quan trọng, nhưng rất hiếm trường hợp thành công. Thành tựu nghiên cứu trên mang ý nghĩa lớn bởi các nhà nghiên cứu đã đo chính xác 4 yếu tố then chốt trong khoảng cách lượng tử chứ không phải dưới dạng xấp xỉ.

Nghiên cứu trên là dự án nghiên cứu cơ bản được hỗ trợ bởi Bộ Khoa học Hàn Quốc, đã được đăng tải trên tạp chí học thuật hàng đầu thế giới "Science" vào ngày 6/6.