Rối lượng tử là gì? Bài viết này sẽ giúp hiểu rõ ràng, nó có thể thay đổi thế giới loài người

[Khánh Phạm]

Hàng trăm năm trước, con người chúng ta bắt đầu thời đại công nghiệp, và cho đến tận ngày nay, chúng ta đã đạt được những thành tựu to lớn. Tuy nhiên, so với toàn bộ nền khoa học, những gì chúng ta đạt được ngày nay chỉ là phần nổi của tảng băng chìm, vẫn còn rất nhiều bí mật đang chờ chúng ta khám phá, và rối lượng tử là một trong số đó.
Tại sao các nhà khoa học phát hiện ra hiện tượng rối lượng tử?

Ban đầu, nghiên cứu khoa học của con người chủ yếu tập trung vào nhiều khía cạnh vĩ mô khác nhau, đó là thế giới mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt thường. Nhưng chúng ta sớm phát hiện ra rằng nếu chúng ta chỉ nghiên cứu những thứ ở cấp độ vĩ mô này, chúng ta không thể có hiểu biết đầy đủ về thế giới.

Lấy một ví dụ rất đơn giản, chúng ta biết rằng ở áp suất khí quyển bình thường, nhiệt độ khoảng 100 độ C có thể làm nước sôi, nhưng nước sôi thể hiện ở trạng thái nào? Tại sao sau khi đun một thời gian nước lại bị khô cạn? Điều này liên quan đến những thứ ở cấp độ vi mô.
Đối với toàn bộ thế giới vi mô, quy luật vận hành của nó khác với quy luật vận hành của thế giới vĩ mô.
Lúc đầu, nhiều người nghĩ rằng vì thế giới vĩ mô bao gồm một số lượng lớn các vi mô, nên các quy tắc vật lý của hai thế giới là như nhau. Nhưng sau đó chúng ta phát hiện ra rằng hai thế giới có các quy tắc vật lý khác nhau, nếu các quy luật vật lý của thế giới này được áp dụng cho thế giới vật chất kia, kết quả thu được thường không chính xác, thậm chí sai.
Tình trạng không áp dụng được của các quy luật vật lý này dẫn đến một hiện tượng đặc biệt, đó là các quy tắc của thế giới vĩ mô mà chúng ta xây dựng không hoàn hảo, và nhiều lý thuyết cổ điển hoàn toàn không áp dụng được trong thế giới vi mô. Vì vậy, vào đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học đã sáng tạo ra cơ học lượng tử, đây là một trong những ngành mà các nhà khoa học ngày nay không ngừng chinh phục.

Cơ học lượng tử là gì?
Mọi người thường nghe đến thuật ngữ này khi xem các bộ phim khác nhau, nhưng hầu hết mọi người không biết nhiều về cơ học lượng tử. Hóa ra cơ học lượng tử là một loại vật lý đặc biệt, nhưng các đối tượng mà nó nghiên cứu đều là các hạt ở cấp độ nguyên tử hoặc hạ nguyên tử. Trong khoa học này, hiện tượng nổi tiếng nhất chắc chắn là rối lượng tử.
Hiện tượng rối lượng tử rất kỳ lạ, nếu hai lượng tử ở trong một trạng thái vướng víu nào đó, dù chúng cách xa nhau đến đâu thì cũng sẽ có một trạng thái liên kết. Nếu một trong những lượng tử thay đổi thì trạng thái của lượng tử kia cũng sẽ thay đổi theo, và những thay đổi của cả hai thường được thực hiện cùng một lúc. Nói nôm na, dường như có “thần giao cách cảm” giữa hai lượng tử, và chúng có thể tìm hiểu về suy nghĩ lẫn nhau và thực hiện thay đổi.

Thông qua sự gia tăng hiểu biết về rối lượng tử, nhân loại đã phát minh ra nhiều công nghệ cao khác nhau, chẳng hạn như giao tiếp lượng tử… Theo định nghĩa, nếu rối lượng tử hoàn toàn có thể áp dụng trong giao tiếp, hai bên có thể giao tiếp mọi lúc mọi nơi và sự giao tiếp này không có bất kỳ ràng buộc nào về không gian và thời gian, tức là độ trễ gần như bằng không, tương đương với hai người giao tiếp trực tiếp.

Có lẽ nhiều người sẽ nói rằng điều tương tự cũng có thể được thực hiện với công nghệ truyền thông mạng và điện thoại của chúng ta ngày nay. Trên thực tế, bản chất của hai công nghệ này là giống nhau. Đầu tiên, tín hiệu được chuyển tiếp đến bên thứ ba, chẳng hạn như vệ tinh, sau đó bên thứ ba được chuyển tiếp đến điện thoại di động của bên kia. Vẫn có độ trễ nhất định, nhưng mạng tốt hơn chúng ta khó nhận thấy độ trễ thấp hơn. Đối với nhiều lĩnh vực tinh tế, sự chậm trễ này là một điều rất nghiêm trọng, vì vậy rất cần phải phát triển giao tiếp lượng tử.