Giáo sư Michelle Simmons là một nhà tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu điện toán lượng tử. Bà khai thác sức mạnh của các nguyên tử để phát triển những dụng cụ siêu nhanh, siêu nhỏ có khả năng xử lí những lượng dữ liệu khổng lồ.
Simmons là người đứng đầu Trung tâm Nghiên cứu Điện toán Lượng tử và Công nghệ Truyền thông thuộc Hội đồng Nghiên cứu Australia. Dưới đây là trả lời phỏng vấn của bà với phóng viên Genelle Weule ở đài ABC, Australia.
Giáo sư Michelle Simmons chuyên nghiên cứu điện toán lượng tử.
Khi nào chúng ta sẽ thấy một máy tính lượng tử chạy trên các nguyên tử?
Mỗi năm, các dụng cụ điện tử ngày một nhỏ hơn và nhanh hơn, theo một xu thế rõ ràng, gọi là định luật Moore (Gordon Moore là người đồng sáng lập hãng Intel). Định luật Moore phát biểu rằng số lượng linh kiện trên một con chip silicon sẽ tăng lên gấp đôi sau chừng mỗi 18 tháng đến 2 năm.
Để cho điều này xảy ra thì kích cỡ của linh kiện nhỏ nhất phải giảm với cùng tốc độ như vậy, nên vào khoảng năm 2020 người ta dự đoán rằng từng linh kiện trên con chip silicon sẽ đạt tới kích cỡ của nguyên tử. Ở cấp bậc này, hành trạng của chúng bị chi phối bởi vật lí lượng tử. Chúng tôi đang nỗ lực thiết kế và chế tạo một bộ máy vi tính hoạt động được trong chế độ lượng tử.
Đội nghiên cứu của bà vừa phát triển transistor nhỏ nhất thế giới xây dựng trên một nguyên tử. Bước tiếp theo sẽ là gì, thưa bà?
Trong thập niên qua, chúng tôi đã phát triển một thế giới công nghệ độc đáo để chế tạo những dụng cụ điện tử bằng silicon ở cấp bậc nguyên tử. Công nghệ này đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới, trong đó chúng tôi có thể thao tác với các nguyên tử để quan sát, và cố gắng điều khiển, hành trạng lượng tử của chúng.
Hiện tại, chúng tôi vừa phát triển kĩ thuật trên để chế tạo những dụng cụ một nguyên tử, cho phép chúng tôi trả lời những câu hỏi cơ bản sau đây mà ngành công nghiệp bán dẫn hết sức quan tâm:
1. các dụng cụ cổ điển có thể vẫn hoạt động ở cấp bậc này hay không?
2. chúng ta có thể khai thác những tính chất lượng tử của chúng để chế tạo ra một loại máy vi tính mới, một máy tính lượng tử đã được dự đoán là sẽ tăng sức mạnh điện toán lên theo hàm số mũ hay không?
Đâu là những phát triển hấp dẫn nhất trong lĩnh vực vật lí lượng tử?
Đây là một lĩnh vực đang phát triển nhanh nên có rất, rất nhiều phát triển: các nhà nghiên cứu đã có thể thao tác và điều khiển từng spin lẫn từng photon ánh sáng, cái theo tôi là mang tính chất hiện tượng học; người ta đã cho chạy những thuật toán trên một máy tính lượng tử cỡ nhỏ chứng minh trên nguyên tắc rằng nó hoạt động được; các kiến trúc sư đã và đang phát triển nhiều triển khai ứng dụng khác nhau, như silicon, bẫy ion, chất siêu dẫn và dụng cụ quang, đại khái thế.
Ở đây, thách thức đối với mỗi triển khai ứng dụng là khác nhau nhưng bổ sung cho nhau nên lĩnh vực này đang xây dựng một nền tảng thông tin mạnh làm thế nào để quan sát và điều khiển vật chất ở giới hạn lượng tử. Nghiên cứu theo hướng nảy rất hấp dẫn.
Bà đã đi tới ý tưởng nghiên cứu của mình như thế nào?
Là một nhà kinh nghiệm luận, thật ra tôi không đến với các thí nghiệm với sự dự tính truớc – thế giới là cái như nó vốn như vậy. Tuy nhiên, tôi muốn thúc đẩy công nghệ đến những giới hạn của nó để xem cái gì là có thể và tìm hiểu xem vạn vật hoạt động ra sao. Những thất vọng duy nhất mà tôi từng có là khi bạn đã sẵn sàng mọi thứ để lao vào một thí nghiệm và thí nghiệm đó thất bại. Nhưng kể cả như vậy, bạn cũng có niềm vui lúc khắc phục nó!
Cái tốt nhất trong công việc của tôi là sự đa dạng đến bất ngờ và sự thách thức không ngừng. Luôn luôn có nhiều cái để học hỏi và tôi liên tục nhìn về phía trước, hướng đến những khoảnh khắc khi tôi có chút thời gian nhàn rỗi để đọc sách báo và ngẫm nghĩ.
Cái thách thức nhất trong công việc của tôi là học cách chấp nhận rằng có quá nhiều việc tôi phải làm trong một ngày và biết rằng tôi không thể khiến tất cả mọi người hạnh phúc mọi lúc mọi nơi.
Những người anh hùng khoa học của bà là ai?
John Bardeen. Ông là một người rất thực tế, khiêm tốn, và rất gần gũi. Tôi đọc báo thấy người ta nói ông đã chơi golf với mọi người suốt 20 năm trời và họ không hề biết ông là người đã giành giải Nobel!
Michael Faraday. Một nhà thực nghiệm thiên tài. Ai cũng biết ông là người đã tiến hành những thí nghiệm cơ bản cuối cùng biến điện học thành một công nghệ. Ông còn nổi tiếng với khả năng tự học – một kĩ năng thiết yếu trong cuộc sống.
Ngoài khoa học, bà thường quan tâm chuyện gì nhất?
Tôi thích vui chơi với gia đình và bạn bè của tôi, lên kế hoạch đi du ngoạn và sống điều độ. Nhưng nguồn vui lớn nhất của tôi là ông chồng vui tính và ba đứa con đáng yêu.
Dịch bởi Trần Nghiêm – thuvienvatly.com
Nguồn: abc,net.au
