# Đột phá từ Stanford: Lần đầu tiên quan sát trực tiếp sự biến mất của phonon đơn lẻ

- Nguồn: IT Home
- Thời gian phát hành: 2026-09-26 20:58 (giờ Việt Nam)
- Điểm AI: 57/100
- Link AIHOT.vn: https://aihot.vn/items/41de4bd17ffe07a3
- Nguồn dữ liệu AI HOT: https://aihot.news/items/cmuihj7n80ma8rov04w614nfe
- Link gốc: https://www.ithome.com/1/007/438.htm

## Tóm tắt AI

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Stanford đã lần đầu tiên quan sát trực tiếp quá trình chuyển đổi lượng tử khi một phonon đơn lẻ biến mất. Nghiên cứu này mở ra bước tiến quan trọng cho việc sửa lỗi trong máy tính lượng tử.

## Thân bài

[IT](https://www.ithome.com/) ngày 26 tháng 9 đưa tin, Đại học Stanford thông báo nhóm nghiên cứu của trường lần đầu tiên quan sát trực tiếp quá trình chuyển mức lượng tử khi một "phonon" đơn lẻ biến mất. Kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí *Science* vào ngày 17 tháng 9 theo giờ địa phương.

Tương tự như khái niệm photon, "phonon" là đơn vị năng lượng rời rạc nhỏ nhất của âm thanh ở quy mô lượng tử. Trong thế giới vĩ mô, rung động của tiếng chuông hay âm thoa sẽ giảm dần, nhưng trong thế giới lượng tử, năng lượng rung động không suy giảm liên tục mà thay đổi đột ngột theo từng bậc rời rạc, sự chuyển đổi tức thời này được gọi là "chuyển mức lượng tử" (quantum jump).

![](https://img.ithome.com/newsuploadfiles/2026/9/b19056ef-c5e4-4ca3-9d78-c43269031136.jpg?x-bce-process=image/format,f_auto)

Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Amir H. Safavi-Naeini, Giáo sư Vật lý ứng dụng tại Đại học Stanford. Ông cho biết, việc có thể phát hiện các chuyển mức lượng tử của phonon hứa hẹn sẽ giúp giải quyết vấn đề then chốt trong điện toán lượng tử — đó là xác định thời điểm xảy ra lỗi trong quá trình tính toán, bởi trong nhiều kiến trúc điện toán lượng tử, bản thân chuyển mức lượng tử chính là đại diện cho một lỗi tính toán.

Cốt lõi của thí nghiệm là một bộ cộng hưởng cơ học siêu nhỏ, hoạt động tương tự như một chiếc âm thoa tí hon. Các nhà nghiên cứu đã kết nối nó với một qubit siêu dẫn, cho phép qubit vừa có thể lưu trữ thông tin lượng tử, vừa đóng vai trò là thiết bị dò tìm để liên tục đọc trạng thái của bộ cộng hưởng mà không làm phá vỡ trạng thái lượng tử của rung động.

Trong đó, qubit siêu dẫn là loại qubit được hiện thực hóa bằng các mạch siêu dẫn, đây là một trong những lộ trình công nghệ chủ đạo nhất trong nghiên cứu điện toán lượng tử hiện nay.

Để thực hiện việc theo dõi theo thời gian thực, nhóm nghiên cứu đã chế tạo ra một bộ cộng hưởng có tuổi thọ cực dài. Nó có thể duy trì rung động trong khoảng 2 mili giây, tương đương với việc một chiếc âm thoa kích thước thông thường nếu có hiệu suất tỷ lệ tương tự thì có thể ngân vang trong nhiều giờ. Khoảng thời gian suy giảm rung động dài bất thường này cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện hàng trăm phép đo liên tiếp.

Trong quá trình đo đạc liên tục, qubit có thể phân biệt được hai trạng thái là "tồn tại một phonon" và "không có phonon". Khi dữ liệu tích lũy dần, các nhà nghiên cứu cuối cùng đã bắt trọn khoảnh khắc bộ cộng hưởng chuyển từ số "1" sang "0", tức là toàn bộ quá trình biến mất của một phonon đơn lẻ.

![](https://img.ithome.com/newsuploadfiles/2026/9/c02d4721-d096-4e4c-b421-327da5341181.jpg?x-bce-process=image/format,f_auto)

Thành tựu này tiếp nối chặng đường phát triển hơn một thế kỷ của nghiên cứu về chuyển mức lượng tử. Lý thuyết chuyển mức lượng tử được đề xuất vào đầu thế kỷ 20, lần đầu tiên được xác nhận trong thí nghiệm ion bẫy vào năm 1986 và được quan sát trong hệ thống photon vào năm 2007. Trong khi đó, các thí nghiệm trước đây về phonon chỉ cung cấp bằng chứng gián tiếp và chưa thể theo dõi trực tiếp thời gian thực đối với một lần chuyển mức đơn lẻ.

Nhóm nghiên cứu cho rằng, công nghệ này không chỉ giúp nâng cao khả năng sửa lỗi trong điện toán lượng tử mà còn thúc đẩy sự phát triển của cảm biến lượng tử độ chính xác cao. Do bộ cộng hưởng được chế tạo bằng quy trình sản xuất chip, có thể tích hợp số lượng lớn thiết bị trên một con chip đơn lẻ, nên trong tương lai nó hứa hẹn sẽ được sử dụng cho các ứng dụng dò tìm siêu nhạy.

Nhóm của Safavi-Naeini hiện đang hợp tác với nhóm của nhà vật lý Michael Roukes tại Caltech để khám phá việc sử dụng nền tảng này nhằm phát hiện và nhận diện protein bên trong tế bào. Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, việc kiểm soát lượng tử tinh vi đối với âm thanh trong tương lai có thể cải thiện các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại thông minh vốn phụ thuộc vào công nghệ âm học.

![](https://img.ithome.com/newsuploadfiles/2026/9/3e697c1c-d368-4cfc-b9e9-7522000fdc97.jpg?x-bce-process=image/format,f_auto)

[IT](#L1) đính kèm địa chỉ bài báo: https://doi.org/10.1126/science.aeh7535.