Giải Nobel vật lý 2022: tiên phong trong thông tin lượng tử với bất đẳng thức Bell

Giải Nobel vật lý 2022: tiên phong trong thông tin lượng tử với bất đẳng thức Bell,

Sáng ngày 12/10/2022, Khoa Vật lý và Chương trình cử nhân Khoa học Tài năng – Trường Đại học khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN đã tổ chức Bài giảng đại chúng về giải Nobel Vật lý 2022. Diễn giả của Bài giảng là GS. Valerio Scarani, Phó Giám đốc Trung tâm Công nghệ Lượng tử, Giáo sư Vật lý trường Đại học Quốc gia Singapore. Chương trình đã thu hút đông đảo giảng viên, các nhà khoa học, sinh viên, học sinh và những người quan tâm trong và ngoài trường.

Tính ngẫu nhiên của thế giới thực tại

Ngày 4/10/2022, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã xướng tên các nhà khoa học Alain Aspect (Pháp), John F. Clauser (Mỹ) và Anton Zeilinger (Áo) nhận giải thưởng Nobel Vật lý 2022. Ba nhà khoa học được vinh danh bởi “thí nghiệm với các photon vướng víu, xác lập sự vi phạm bất đẳng thức Bell và tiên phong trong khoa học thông tin lượng tử”.

Những thí nghiệm được đánh giá là mang tính đột phá với các trạng thái lượng tử vướng víu – khi hai hạt hoạt động như một khối thống nhất kể cả khi chúng bị chia tách. Các kết quả của họ đã mở đường cho công nghệ mới dựa trên thông tin lượng tử.

Hiện nay, trên các sách báo phổ thông, cơ học lượng tử được mô tả thông qua việc không thể đo chính xác vị trí và động lượng ở cùng một thời điểm. Điều này dẫn đến sự hiểu lầm về độ chính xác của các phép đo, mà ngay cả Werner Karl Heisenberg –  nhà vật lý nổi danh của thế kỷ 20, một trong những người sáng lập ra thuyết cơ học lượng tử và đoạt giải Nobel vật lý năm 1932 – cũng mắc phải khi giải thích cho khán giả đại chúng. Tuy nhiên, cần phải đặt lại vấn đề chính xác hơn: vị trí và động lượng của một vật không thể được đo một cách đồng thời. Phép đo sẽ không thể xác định được các giá trị mà nó chưa từng tồn tại. Về mặt bản chất, đây là tính ngẫu nhiên của thế giới thực tại. Đâu là nguồn gốc của những kết luận này?

Tính ngẫu nhiên lượng tử – nền tảng cho các công nghệ truyền tin và bảo mật trong tương lai

Từ năm 1964, tính ngẫu nhiên này không còn đơn thuần là một giả thiết để giải thích thế giới. Nó đã được chứng minh cụ thể thông qua các thí nghiệm vi phạm bất đẳng thức Bell. Giải Nobel vật lý năm 2022 đã được trao cho 03 nhà khoa học thực hiện thành công 03 thí nghiệm khác nhau khẳng định tính ngẫu nhiên này của thế giới lượng tử. Giống như quả táo rơi từ trên cành với Aristotle, Newton, hay Einstein, sự vi phạm này là một thực tế. Kể cả trong tương lai khi vật lý lượng tử có thể bị thay thế bởi một lý thuyết đầy đủ hơn, sự vi phạm này vẫn tồn tại, giống như bản chất ngẫu nhiên của thế giới tự nhiên.

GS. Valerio Scarani là một nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng chuyên sâu về thông tin lượng tử và các lý thuyết căn bản của vật lý lượng tử. Bài nói chuyện của ông đã giải thích một cách trực quan, dễ hiểu sự ngẫu nhiên của thế giới lương tử là gì, trình bày cách mà thí nghiệm chứng minh điều này thông qua việc kiểm chứng sự vi phạm bất đẳng thức Bell. GS cũng sử dụng tính ngẫu nhiên lượng tử này cho các công nghệ truyền tin và bảo mật của tương lai.  Cấp độ bảo mật này không phụ thuộc vào các thiết bị tạo ra chúng, và là một chủ đề quan trọng của thông tin lượng tử trong hơn một thập kỷ vừa qua. Đây cũng là một trong những ứng dụng cụ thể của bất đẳng thức Bell vừa đạt giải thưởng Nobel vật lý năm nay. Bản thân nhóm của ông đã có bài báo đăng trên tạp chí Nature 8/2022, và được trích dẫn số 40 trong thông báo của Ban tổ chức giải thưởng Nobel Vật lý.

GS.TS. Nguyễn Thế Toàn, Trưởng khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cho biết, thông tin lượng tử (quantum information) và lĩnh vực liên quan máy tính lượng tử (quantum computing) hiện vẫn còn rất sơ khai giống như cơ học lượng tử ở đầu thế kỷ 20. Giải Nobel Vật lý năm nay chỉ là khởi đầu “tiên phong” trong lĩnh vực thông tin lượng tử. Vẫn còn rất nhiều vấn đề còn bỏ ngỏ cả về mặt nguyên lý cũng như phương pháp luận.

“Tôi tin là sẽ có nhiều giải Nobel trong tương lai liên quan đến lĩnh vực này, và các bạn sinh viên trẻ, tài năng được tiếp cận một lĩnh vực hiện ở giai đoạn khởi đầu, mới mẻ và hiện đại, sẽ là thế hệ vàng để trở thành trụ cột trong lĩnh vực này” – GS.TS. Nguyễn Thế Toàn nói.

Bài viết liên quan

  • Hình ảnh các sinh viên K65 Vật lý bảo vệ Khóa luận tốt nghiệp

    Hình ảnh các sinh viên K65 Vật lý bảo vệ Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên K65 các ngành Vật lý, Khoa học Vật liệu, Kỹ thuật điện tử & Tin học và Công Nghệ kỹ thuật hạt nhân sẽ bảo về Khoá luận tốt nghiệp từ 31/5 đến 7/6/2024. Năm nay thật vui mừng vì có rất nhiều bạn đã có công bố Khoa học, bằng sáng chế,… Chắc chắn những bạn này sẽ có cơ hội được trao …

    Chi tiết >>

  • HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ HSGS GIÀNH 2 HUY CHƯƠNG VÀNG VÀ 1 HUY CHƯƠNG BẠC OLYMPIC VẬT LÝ ỨNG DỤNG QUỐC TẾ

    HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ HSGS GIÀNH 2 HUY CHƯƠNG VÀNG VÀ 1 HUY CHƯƠNG BẠC OLYMPIC VẬT LÝ ỨNG DỤNG QUỐC TẾ Cả 8 học sinh Việt Nam đều giành huy chương tại Olympic Vật lý ứng dụng quốc tế (IAPhO) 2024, gồm 5 huy chương Vàng và 3 huy chương Bạc. Trong đó học sinh Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN giành được 2 huy chương Vàng và 1 huy chường Bạc. Huy chương Vàng thuộc …

    Chi tiết >>

  • Các ngành học thuộc Khoa Vật lý nhận chứng nhận đạt Chuẩn AUN-QA

    Các ngành học thuộc Khoa Vật lý nhận chứng nhận đạt Chuẩn AUN-QA Ngành Vật lý đã nhận được chứng nhận đạt Chuẩn AUN-QA lần thứ 2 và ngành Công Nghệ Kỹ thuật Hạt nhân nhận được chúng nhận đạt Chuẩn AUN-QA lần đầu. Ngành Khoa học Vật liệu cũng đã đạt chuẩn AUN-QA năm 2020. AUN-QA (ASEAN University Network – Quality Assurance) là bộ tiêu chuẩn với các quy tắc chất lượng khắt khe. AUN_QA có tiêu chí cụ …

    Chi tiết >>

  • Giới thiệu chuyên ngành và các hướng nghiên cứu của Khoa cho sinh viên K66, K67, K68

    Giới thiệu chuyên ngành và các hướng nghiên cứu của Khoa cho sinh viên K66, K67, K68 Chiều ngày 22/5/2024, Khoa Vật lý tổ chức giới thiệu chuyên ngành và các hướng nghiên cứu của Khoa cho sinh viên K66, K67, K68.Tại buổi nói chuyện, đại diện các bộ môn và Phòng thí nghiệm đã giới thiệu tới sinh viên trong Khoa các thông tin chi tiết về lực lượng cán bộ, các hướng nghiên cứu của bộ môn/phòng thí …

    Chi tiết >>

  • GIỚI THIỆU CHUYÊN NGÀNH KHOA VẬT LÝ 2024

    GIỚI THIỆU CHUYÊN NGÀNH KHOA VẬT LÝ 2024 Với mục đích giúp sinh viên Khoa Vật lý có được hiểu biết về các chuyên ngành, hướng nghiên cứu của các Bộ môn, Trung tâm và Phòng thí nghiệm trong khoa, cùng các thông tin liên quan đến định hướng nghề nghiệp, Khoa Vật lý phối hợp với Ban chấp hành Liên chi đoàn – Ban chấp hành Liên chi hội, các đơn vị triển khai chương trình giới thiệu về …

    Chi tiết >>

  • Tập đoàn Intel sẽ tài trợ khoá đào tạo AI cho các sinh viên xuất sắc của Khoa Vật lý

    Tập đoàn Intel sẽ tài trợ khoá đào tạo AI cho các sinh viên xuất sắc của Khoa Vật lý và Khoa Toán cơ Tin học. Lớp học này sẽ dự kiến tổ chức ngay trong hè này. Bà Bùi Lê Thuỳ Linh, Giám đốc bán hàng, đại diện tập đoàn Intel VN đã đến thăm và trao đổi hợp tác với nhà trường. Về phía trường tự nhiên có PGS Ngạc An Bang cùng đại diện hai Khoa đã …

    Chi tiết >>

  • Khoa Vật lý cùng BCH Hội vật lý giao lưu tại các trường chuyên Bắc Ninh và Nam Định

    Khoa Vật lý cùng BCH Hội vật lý giao lưu tại các trường chuyên Bắc Ninh và Nam Định GS.TS. Nguyễn Thế Toàn, Trưởng Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên trong buổi giao lưu tại các trường chuyên Bắc Ninh và Nam Định đã có các chia sẻ rất hưu ích: “Cùng BCH Hội vật lý giao lưu tại các trường chuyên Bắc Ninh và Nam Định. Các em giỏi vậy sao không có hoài bão vươn …

    Chi tiết >>

  • Chương trình học bổng KBSV năm 2024

    Chương trình học bổng KBSV năm 2024 1. Đối tượng và tiêu chuẩn xét chọn: Sinh viên các ngành Khoa học cơ bản (KHCB) ngành Vật lý học và ngành Công nghệ kỹ thuật hạt nhân; Năm học 2022-2023 có kết quả học tập đạt từ loại giỏi trở lên; Kết quả rèn luyện đạt từ loại tốt; Có đam mê nghiên cứu khoa học, tư duy sáng tạo; Ưu tiên sinh viên là người dân tộc, giới tính nữ, …

    Chi tiết >>

  • Hội chợ việc làm và du học chuyên về CÔNG NGHỆ BÁN DẪN

    Lần đâu tiên tại VN: Hội chợ việc làm và du học chuyên về CÔNG NGHỆ BÁN DẪN. Thời gian và địa điểm: 13:30-16:30, Thứ 4 Ngày 8/5/2024; Tại: GĐ tầng 7 nhà T5, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội. Mời các bạn mong muốn làm việc cho TSMC, Micron,… hoặc muốn nhận học bổng toàn phần du học ThS ở Đài Loan tham gia sự kiện này. Chi tiết trong file …

    Chi tiết >>