Nhà vật lý Christoph Boehme đang giảng dạy tại đại học Utah (Mỹ) đang thử nghiệm sản xuất máy tính lượng tử với mục tiêu tạo ra khả năng điện toán thần tốc thông qua việc đặt con số nhị phân 0 và 1 ở các vị trí khác nhau.

Hiện nay, bit điện toán của máy tính là 0 (trạng thái tắt) hay 1 (trạng thái bật). Điều này có nghĩa là với 3 bit, máy tính chỉ có thể lưu được 8 kết hợp 1-1-1, 0-1-1, 1-0-1, 1-1-0, 0-0-0, 1-0-0, 0-1-0 và 0-0-1.

Còn trong vật lý lượng tử, các hạt ánh sáng và vật chất nhỏ nhất có thể ở các vị trí khác nhau cùng một thời điểm. Do đó, theo lý thuyết, máy tính lượng tử có thể lưu tất cả bộ 8 trong 3 bit (gọi là qubit) và có thể tính toán nhanh gấp 8 lần máy tính 3 bit thường. Theo tính toán này, máy tính lượng tử 64 qubit có thể chạy gấp 2 lũy thừa 64 lần (264) so với PC 64 bit thông thường, nghĩa là gấp 18 tỷ lần.

“Chúng tôi đã giải quyết được rào cản chính trong việc xây dựng máy tính lượng tử, đó là sự kết hợp giữa silicon và phốt pho,” Christoph cho biết. “Chúng tôi đã thực nghiệm và thấy rằng hướng quay hạt nhân của các nguyên tử phốt pho đặt trong silicon có thể đo bằng các dòng tĩnh điện chạy qua nguyên tử phốt pho”.

Công việc này dựa trên phương pháp thiết kế máy tính lượng tử đã được nêu ra hồi năm 1998. Nhà vật lý Bruce Kane người Australia đã viết công trình “Máy tính lượng tử dựa trên sự chuyển động quay của hạt nhân và silicon”. Trong đó, silicon, chất bán dẫn dùng trong chip máy tính, sẽ được “thúc” bằng hạt nhân phốt pho. Dữ liệu lúc này được mã hóa bằng sự chuyển động của các hạt nhân nguyên tử. Trường điện từ bên ngoài sẽ đọc và xử lý dữ liệu được lưu trữ dưới dạng chuyển động quay đó.