Pan Jianwei: Tiên phong về truyền thông lượng tử

Ông là nhà vật lý đưa truyền thông lượng tử lên không trung và đưa nó trở lại.

Tại Trung Quốc, nhiều người gọi Pan Jianwei là “cha đẻ của lượng tử” (Liàngzĭ zhī fù) do đã góp phần đưa Trung Quốc lên vị trí tiên phong của truyền thông lượng tử đường dài/khoảng cách lớn (long-distance quantum communication): sử dụng các quy luật lượng tử để truyền tải thông tin trong trạng thái bảo mật. Sau quá trình làm việc ở châu Âu, năm 2008, Pan trở về Trung Quốc, kể từ đó ông thực hiện nỗ lực thúc đẩy công nghệ lượng tử. “Tôi đã sốc khi đọc được những gì họ đã làm”, Christopher Monroe – nhà vật lý lượng tử tại trường đại học Maryland ở College Park, thán phục.

Vào tháng 7, Pan và nhóm nghiên cứu do ông dẫn đầu tại trường đại học KH&CN Trung Quốc (Hồ Bắc) đã thông báo, họ đã phá vỡ kỷ lục về viễn tải lượng tử, truyền trạng thái lượng tử của một photon từ trái đất đến một photon trên quỹ đạo vệ tinh cách 1.400km. Và vào tháng 9/2017, nhóm nghiên cứu đã dùng vệ tinh để chiếu các photon đến Bắc Kinh và Vienna, tạo ra các chìa khóa mã hóa lượng tử cho phép các nhóm nghiên cứu ở hai thành phố này trò chuyện qua video trong sự bảo mật hoàn toàn. Việc dò các photon sẽ làm nhiễu loạn các trạng thái lượng tử của chúng, do đó các hacker không thể phá khóa mật mã mà không bị phát hiện.

Việc chứng minh được khả năng truyền thông lượng tử này là “một sự kiện lịch sử”, theo đánh giá của Anton Zeilinger, người từng hướng dẫn Pan làm luận án tiến sỹ ở đại học Vienna và nay là cộng sự của ông. Nhóm nghiên cứu của Pan đang dẫn đầu trong việc phát triển internet lượng tử: thiết lập một mạng lưới các vệ tinh và các thiết bị mặt đất có thể chia sẻ thông tin lượng tử khắp thế giới.

Điều đó cho phép mã hóa [thông tin] trên toàn thế giới cũng như những thí nghiệm mới để khai thác các kết nối lượng tử ở khoảng cách dài và việc hợp nhất chùm tia từ các máy dò khắp hành tinh để sáng tạo ra kính thiên văn siêu phân giải. Nhóm nghiên cứu của Pan đã lập kế hoạch lắp đặt vệ tinh thứ hai, và hiện đang thực hiện một thí nghiệm lượng tử khác trong không gian từ trạm vũ trụ Tiangong-2 của Trung Quốc. Trong năm năm tới, “nhiều kết quả kỳ diệu sẽ tới. Nó thực sự là một kỷ nguyên mới [của truyền thông lượng tử]”, Pan nhận định. 

Dù cho đang dẫn dắt một nhóm nghiên cứu gồm 50 nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực, bao gồm mô phỏng lượng tử, máy tính lượng tử và quang học lượng tử, Pan vẫn là “bộ não chính” điều hành công việc, đen đến sự hợp nhất trong tầm nhìn, tổ chức và sự chính xác trong thực nghiệm, Anton Zeilinger cho biết.

Được biết đến như một người lạc quan với sự nhiệt tình thường trực, Pan có khiếu thuyết phục những quỹ đầu tư. Ông hoàn toàn có thể tự tin với sự hỗ trợ của chính phủ Trung Quốc cho kế hoạch lớn sắp tới của mình: một khoản đầu tư trị giá hai tỷ đô la cho một sáng kiến trong vòng năm năm tập trung vào truyền thông lượng tử, đo lường lượng tử và máy tính lượng tử, trong khi ngay cả châu Âu cũng chỉ đầu tư 1,2 tỷ đô la cho một kế hoạch tương tự vào năm 2016.  

Kỹ năng của Pan là ở chỗ chọn được những vấn đề đúng và loại bỏ những gì rủi ro, Monroe cho biết và nhận xét thêm “Trung Quốc rất may mắn khi có được ông ấy”.

Thanh Nhàn dịch

TS. Nguyễn Trần Thuật (Trung tâm Nano và Năng lượng, Đại học KHTN, Đại học Quốc gia HN) hiệu đính

Nguồn: https://www.nature.com/immersive/d41586-017-07763-y/index.html#pan-jianwei