VƯỚNG VÍU LƯỢNG TỬ

Phần I : Vướng víu lượng tử

Vướng víu lượng tử nói gọn là vướng lượng tử hay rối lượng tử (quantum entanglement), là một hiệu ứng được phát triển trong cơ học lượng tử, trong đó trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù cho chúng có nằm cách xa nhau. Ví dụ trực quan nhất là hai electron đặt gần nhau có thể dao động cùng một trạng thái, theo thuyết lượng tử. Bây giờ nếu tách chúng ra xa nhau vài kilômet, ngay cả hàng ngàn năm ánh sáng, chúng vẫn sẽ tiếp tục giữ được mối liên kết dao động đồng bộ này.
Có nghĩa là, nếu hai (hoặc nhiều) hạt (hoặc vật thể) vướng víu lượng tử với nhau thì khi tác động vào một trong chúng (ví dụ thay đổi xung lượng, vị trì hay spin quay bằng điện từ chẳng hạn) thì hạt (hoặc nhiều hạt, vật thể) kia chuyển động đồng bộ NGAY TỨC KHẮC bất chấp khoảng cách không gian giữa chúng lớn đến đâu đi nữa. 
Với v = l / t trong đó v là vận tốc, l là khoảng cách giữa chúng và t là thời gian chuyển động đồng bộ thì tốc động lan truyền “vướng víu” nhanh hơn nhiều lần tốc độ ánh sáng có thể truyền giữa chúng. 
Điều này rõ ràng trái với tiên đề nổi tiếng “tốc độ ánh sáng là tốc độ tuyệt đối của mọi vật thể có năng lượng” trong thuyết tương đối (đúng ra phải gọi là thuyết Einstein). 
Vướng víu lượng tử thoát ly và phủ định trực giác của chúng ta về sự vận hành của thế giới, nó trở thành trung tâm của cuộc tranh luận lý thuyết gay gắt. Phát biểu vướng víu lượng tử của Cơ Học Lượng Tử làm cho Albert Einstein nổi sùng với một đồng nghiệp hồi năm 1948, cho rằng nếu thuyết lượng tử dự đoán như vậy trong các phương trình của mình, thì bản thân thuyết lượng tử là cái vô nghĩa. Einstein miệt thị vướng víu lượng tử là “những tác động ma quỷ từ xa”.

1/. Vướng Víu Lượng Tử Vi Mô :
Từ những năm 1970, một loạt rất nhiều thí nghiệm chính xác đã được thực hiện để minh chứng cho vướng víu lượng tử. Lượng Tử học thực nghiệm đề xuất rằng mọi hạt có thể bị “vướng” từ trước đó, và thậm chí chúng có thể tương tác dù nằm ở hai phía của vũ trụ.
Năm 1982, vật lý và toán học đã có thể chứng minh vướng víu lượng tử bằng toán học, đến năm 2015, thực nghiệm đầu tiên đã có thể khẳng định chắc chắn điều này, công bố trên Tạp chí Nature. Nhóm các nhà khoa học thực hiện thành công thí nghiệm này được dẫn dắt bởi Ronald Hanson, Viện khoa học Nano Kavli thuộc Đại học Hà Lan và rất nhiều cộng sự đến từ Tây Ban Nha và Anh. Thí nghiệm mang tên “loophole-free Bell test” được tham chiếu dựa trên đề xuất của nhà vật lý John Stewart Bell vào năm 1964. Bell tin tưởng rằng đây là một phương pháp chứng minh vướng víu lượng tử có thật.
Theo lý thuyết, vướng víu lượng tử xảy ra khi một cặp hạt (nhiều hạt) vẫn còn tương quan vận động qua khoảng cách theo kiểu mà tác động thực hiện trên một hạt cũng có ảnh hưởng đến hạt (nhiều hạt) kia.
Khi hai hạt vướng víu được kiểm tra, tính chất vật lý của chúng có tương quan. Ví dụ, một spin quay theo chiều kim đồng hồ của hạt A sẽ bằng spin ngược chiều kim đồng hồ với hạt B, bởi một spin kết hợp zero. Tuy nhiên, khi đo một hạt riêng lẻ bị vướng víu có thể xảy ra như là một hành động độc lập, do đó sẽ ảnh hưởng đến các hạt khác – vì vậy ta không thể biết liệu hành động bình đẳng và tương ứng với hạt khác là kết quả của vướng víu lượng tử, hoặc là kết quả của phép đo.
Điều này có thể xảy ra với một cặp hạt đơn lập; nhưng vướng víu lượng tử cũng có thể xảy ra với một hạt duy nhất. Ví dụ, một đơn photon (quang tử), có thể được chia thành hai hạt mà vẫn được kết nối – kết nối đó được gọi là vướng víu lượng tử. Hàm sóng của hạt duy nhất trải rộng trên một khoảng cách lớn, nhưng các hạt riêng lẻ không thể được phát hiện tại nhiều hơn một lần đo, hàm sóng sụp đổ. 
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Griffiths sử dụng máy dò homodyne – là, các công cụ có thể đo sóng và tính chất sóng – Giáo sư Howard Wiseman và nhóm của ông đã chứng minh rằng hàm sóng này sụp đổ là sự thực minh chứng cho vướng víu lượng tử. Họ đã khiến hai electron tương tác với nhau ở khoảng cách 1,3km, nghĩa là có tồn tại vướng víu lượng tử giữa chúng. Mặc dù chưa thể xác định chính xác ở khoảng cách xa hơn, nhưng đây thật sự đã là bằng chứng thuyết phục về sự tồn tại của hiện tượng này..

2/. Vướng Víu Lượng Tử Vĩ Mô :
Thí nghiệm của Maria Chekhova đầu năm 2016 về vướng viu lượng tử sử dụng chùm tia đến 100.000 photon và cũng kiểm nhận được vướng víu lượng tử giữa chúng, không chỉ giữa một cặp hạt. 
Việc tạo ra sự vướng víu giữa các hạt đòi hỏi chúng phải bắt đầu trong một trạng thái có trật tự cao, điều không phù hợp với nhiệt động lực học, quy trình này chi phối các tương tác giữa nhiệt và các hình thức năng lượng khác. Điều này đặt ra một thách thức đặc biệt lớn khi cố gắng để hiện thực hóa vướng víu lượng tử ở cấp vĩ mô giữa một số lượng lớn các hạt.
“Thế giới vĩ mô mà chúng ta đang sống thường có vẻ rất có trật tự, nhưng nó hoàn toàn rối loạn ở cấp nguyên tử. Các luật nhiệt động lực học thường ngăn chúng ta quan sát các hiện tượng lượng tử trong các vật thể vĩ mô”, Paul Klimov, nghiên cứu sinh tại Viện Kỹ thuật phân tử, Đại học Chicago và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. 
Trước đây, các nhà khoa học đã vượt qua những rào cản nhiệt động lực và đạt được sự vướng víu ở cấp vĩ mô trong chất rắn và chất lỏng ở nhiệt độ cực thấp (-270oC) và áp dụng từ trường rất lớn (lớn hơn 1000 lần một nam châm ủ lạnh điển hình) hoặc sử dụng các phản ứng hóa học. Mới đây (tháng 4 / 2016) trên tạp chí Science Advances, Klimov và các cộng sự tại Viện Kỹ thuật phân tử đã chứng minh rằng vướng víu lượng tử ở cấp vĩ mô có thể được tạo ra ở nhiệt độ phòng và trong một từ trường thấp.
Các nhà nghiên cứu sử dụng ánh sáng laser hồng ngoại để sắp hàng theo ưu tiên các trạng thái từ tính của hàng ngàn electron và hạt nhân và sau đó sử dụng các xung điện từ, tương tự như những xung được dùng cho chụp ảnh cộng hưởng từ thông thường, làm vướng víu chúng. Quy trình này làm cho các cặp electron và hạt nhân ở cấp vĩ mô có thể tích 40 micromet khối (bằng thể tích của một tế bào hồng cầu) của chất bán dẫn SiC trở nên vướng víu.
“Chúng tôi biết rằng các trạng thái spin của hạt nhân nguyên tử kết hợp với các khuyết tật của chất bán dẫn có các tính chất lượng tử tuyệt vời ở nhiệt độ phòng”, Awschalom, Giáo sư kỹ thuật phân tử tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, nói. “Chúng là cố kết, tồn tại lâu dài và có thể kiểm soát bằng lượng tử ánh sáng và các thiết bị điện tử. Với những ‘mảnh’ lượng tử tạo ra các trạng thái lượng tử bị vướng víu vĩ mô có vẻ như là một mục tiêu có thể đạt được”.
Ngoài sự quan tâm của vật lý cơ bản, “khả năng để sử dụng các trạng thái vướng víu lượng tử mạnh mẽ trong một chất bán dẫn điện tử ở nhiệt độ phòng có ý nghĩa quan trọng đối với các thiết bị lượng tử..

Phần II : CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

Cơ Học Lượng Tử là cái gì mà nghiên cứu, phát biểu, thậm chí thực nghiệm những thứ “lạ đời” như vậy ?
Cơ học lượng tử (Quantum Mechanic), cùng với những mở rộng của nó thành điện động lực học lượng tử và lí thuyết trường lượng tử, là lí thuyết khoa học thành công nhất trong mọi thời đai, với nhiều kết quả thực nghiệm sai số chưa tới một phần tỉ. Tuy nhiên, quan sát đến bản thể của nó thì Cơ học lượng tử bí ẩn hơn ma quỉ vậy – càng gắng tìm hiểu ý nghĩa của nó, nó càng có xu hướng vuột khỏi tầm tay. Cơ học lượng tử có đầy những nghịch lí, những đa thể khó dung hợp, và những “tác dụng ma quỷ”.

1., Vật lý cổ điển Newton
Vật lý cổ điển xem không gian là thể bất biến. Theo đó các biến động của các vật thể có năng lượng trong không gian lệ thuộc hoàn toàn vào chính cái không gian mà nó hiện hữu. Do đó mà Vật lý cổ điển bế tắc trong việc giải thích những biến đổi và vận động trong thế giới vi mô, nơi mà các vận động đó trở nên hỗn loạn, vượt ngoài các dự đoán, cơ học Newton không thể lý giải tại sao các nguyên tử lại có thể bền vững đến thế, cũng không thể giải thích được một số hiện tượng vĩ mô như siêu dẫn, siêu chảy. Không thể xác định vị trí (và xug lượng / động lượng) của một electron vì nó có thể ở bất cứ vị trí nào, hoặc … không ở đâu hết nếu sử dụng cơ học Newton, vì nó không hề có vị trí xác định. Vân đạo điện tử (đám mây điện tử) là khái niệm ra đời để mô tả sự vận động dị kỳ của electron, trong đó electron chuyển động trong một phạm vi, tạo thành một đám mây vật chất, và xác suất gặp nó chính là khái niệm khả kiến về vị trí của electron.
Với photon, một thực nghiệm với 2 khe sáng đưa vật lý cổ điển đến một bế tắc khác. Thực nghiệm vật lí cổ điển ẩn chứa nhiều điều hơn những gì chúng ta có thể nhận ra về bản chất của thực tại. Thí nghiệm hai khe cổ điển làm sáng tỏ sự lưỡng tính kì lạ của thế giới lượng tử, nhưng nó có thể hành xử lạ hơn chúng ta nghĩ – và có thể thách thức một trong những giả thuyết được tuân thủ chặt chẽ nhất của cơ học lượng tử. Trong thí nghiệm hai khe, người ta chiếu ánh sáng vào hai khe sát nhau đặt trước một màn hứng. Thế giới quan cổ điển có cảm nhận trực quan rằng ánh sáng phải đi qua khe này và (hoặc) khe kia, do đó tạo ra hai vệt sáng song song trên màn phía sau. Nhưng thay vì vậy, ánh sáng lại phân bố thành dải các vệt sáng tối xen kẽ và được Vật lý cổ điển chấp nhận là hiện tượng giao thoa nhưng không lý giải được bản chất của nó. Để tính xác suất một photon đi tới một vị trí nào đó trên màn hứng, các nhà vật lí sử dụng một nguyên lí gọi là quy tắc Born. Tuy nhiên, chẳng có lí do cơ bản nào tại sao quy tắc Born phải đúng. Nó có vẻ hoạt động trong mọi tình huống mà chúng ta đã kiểm tra, nhưng chẳng ai biết tại sao. Một số người đã cố gắng suy luận ra nó từ cách hiểu “đa thế giới” của cơ học lượng tử, theo đó thì mọi trạng thái khả dĩ của một hệ lượng tử có thể tồn tại trong những vũ trụ khác nhau, song song nhau – nhưng những nỗ lực như thế không có tính thuyết phục. 
Hình ảnh giao thoa này vẫn xuất hiện cho dù bạn lần lượt chiếu từng photon một, cho thấy thay vì truyền theo đường thẳng, ánh sáng hành xử LƯỠNG DUNG SÓNG – HẠT đồng thời. Theo Broglie thì đối với các hạt vi mô ngoài tính hạt còn có tính sóng, và đã thành công với việc mô tả hạt vi mô như là một sóng (tính thống kê của hàm sóng Broglie). Nhà vật lí người Mĩ Richard Feynman phát biểu rằng tính lưỡng dung SÓNG VÀ HẠT này tiêu biểu cho “bí ẩn trung tâm” của thế giới lượng tử, và trở thành 1 trong 4 phát triển cốt lõi của cơ học lượng tử. Việc giải thích thí nghiệm hai khe bằng khái niệm “sóng và hạt” thống nhất cơ học lượng tử với một trụ cột khác của vật lí lí thuyết – thuyết tương đối tổng quát của Einstein. Quach đề xuất một cách mới kiểm tra quy tắc Born trong thực nghiệm “hai khe”, xuất phát từ một quan điểm khác của phương pháp Feynman : để tính xác suất của một hạt đi tới một điểm nhất định trên màn, phải xét mọi đường đi có thể có của nó từ nguồn đến màn, kể cả những đường đi có vẻ lố bịch. “Trong số này bao gồm cả những đường đi từ đây lên mặt trăng rồi quay về”. Quach phát biểu. (arxiv.org/abs/1610.06401v1, theo Anil Ananthaswamy – New Scientist, ngày 5/11/2016).

2/. Cơ Học Lượng Tử :
Trong khi nhiều nhà vật lí, khoa học – công nghệ, thậm chí tôn giáo và triết học mất ăn mất ngủ tìm hiểu ý nghĩa của cơ học lượng tử, thì sự ra đời của vật lí học thông tin lượng tử (mật mã học lượng tử, điện toán lượng tử, vân vân…), Hóa học lượng tử, Động học lượng tử thậm chí Y học và Sinh học lượng tử lại mang đến cho họ nhiều đáp án căn bản về cơ học lượng tử. Cơ học lượng tử hoạt động bất chấp người ta có hiểu nó hay không, nhưng trực giác của chúng ta dường như rất yếu ớt khi quán sát những tình huống mang đến những phán đoán ngày càng lạ lùng của cơ học lượng tử dù nó có cơ sở toàn học , kỹ thuật học đầy đủ nhất mọi thời đại. Vì thế, các nỗ lực muốn làm sáng tỏ những nền tảng của cơ học lượng tử đã tăng lên đáng kể trong ba thập niên gần đây.
Vậy thì kết quả khảo sát nói trên cho chúng ta nhận thức nào về hiểu biết hiện nay của nhân loại về cơ học lượng tử? Chúng ta không có thời gian phân tích từng ngóc ngách của khảo sát trên, nhưng câu trả lời cho một vài câu hỏi trong số đó đáng để chúng ta lưu tâm. (Lưu ý rằng người ta được phép đưa ra nhiều hơn một câu trả lời, nên tỉ lệ phần trăm trong kết quả đó thỉnh thoảng không cộng lại bằng 100%. Để dễ hiểu, cần chuẩn hóa lại các kết quả để chúng bằng 100%, và trong một số trường hợp đã đơn giản hóa vấn đề để đỡ rối trí hơn trong tình trạng đa lựa chọn).
Trong cơ học lượng tử, hàm sóng của một đối tượng mô tả mọi tính chất có thể đo được của đối tượng đó (khả lượng). Nó là một mô tả hoàn chỉnh của cái gọi là trạng thái lượng tử của đối tượng đó. Hàm sóng bị chi phối bởi phương trình Schrödinger, phương trình cho biết hàm sóng thay đổi như thế nào theo các điều kiện bên ngoài. Tính đa nghiệm của phương trình Schrödinger đưa đến phát biểu nguyên lí chồng chất, nó không phải là một kết quả vật chất, mà là một tính chất của cấu trúc toán học cơ bản của cơ học lượng tử. Nghĩa là có tồn tại một họ hàm sóng, gọi là các CHỒNG CHẤT LƯỢNG TỬ, chúng đồng thời mô tả rất nhiều trạng thái lượng tử bội của một đối tượng cùng (tồn tại) với chính nó.

Tóm lại Cơ Học Lượng Tử xem một hạt là một vùng năng lượng tập trung biểu hiện thành vật chất khả kiến là một hạt (do đó là cả thế giới vật chất) tồn tại rời rạc với những vận động hoàn toàn có tính năng lượng (khối lượng, động lượng, cơ năng, tần số sóng v.v… với cấu trúc và tương tác cụ thể). Xét cho cùng, cơ học lượng tử là ngành Khoa học mô tả mọi hiện tượng có thể đo được và có khả năng lượng hóa mọi tồn tại, dù cho nó là vật chất, vật chất đen (vật chất tối), hố “ma”, hố đen, ma quỉ, thượng đế hay linh hồn (nếu thật sự tồn tại), ở một hay nhiều tầng vũ trụ trong mối tương quan giữa các dây vũ trụ.
Có nhiều phương pháp toán học mô tả cơ học lượng tử tương đương với nhau. Một trong những phương pháp được dùng nhiều nhất đó là lý thuyết biến đổi, do Paul Dirac phát minh ra nhằm thống nhất và khái quát hóa hai phương pháp toán học trước đó là cơ học ma trận (của Werner Heisenberg) và cơ học sóng (của Erwin Schrödinger).
Theo các phương pháp toán học mô tả cơ học lượng tử này thì trạng thái lượng tử của một hệ lượng tử sẽ cho thông tin về xác suất của các tính chất, hay còn gọi là các đại lượng quan sát (đôi khi gọi tắt là quan sát), có thể đo được. Các quan sát có thể là năng lượng, vị trí, động lượng (xung lượng), và mô men động lượng..
Cơ học Lượng Tử (mà cơ sở lý luận của nó là Lượng Tử học), có thể nói, là công cụ Khoa học mạnh nhất, cơ bản và trực quan nhất kể từ khi có nhân loại, để quan chiêm, nắm bắt và chiếm lĩnh thế giới.

PHẦN III : BẢN CHẤT CỦA VƯỚNG VÍU LƯỢNG TỬ

I/. CÁC CÁCH TIẾP CẬN BẢN CHẤT CỦA VƯỚNG VÍU LƯỢNG TỬ
Như đã biết, vũ trụ của chúng ta là đa tầng và đa hợp. 
1/. Trong đó đa tầng biểu diễn trạng thái cô đọng của năng lượng quy hợp thành tồn tại và được xem là một CHIỀU KHÔNG – THỜI GIAN tuân theo mô thức biến đổi của Paul Dirac (thống nhất và khái quát hóa hai phương pháp toán học : cơ học ma trận của Werner Heisenberg và cơ học sóng của Erwin Schrödinger), mặc dù nó chẳng phải là một chiều của cơ học Newton (ứng dụng toán học Euclide). Theo thuyết cấu tạo màng thì mọi chiều không – thời gian đều trải thành MÀNG, tập trung nghiên cứu hiện nay là lớp màng D (D-branes), trong đó màng D là một đa tạp của không – thời gian với các tính chất ở đó các dây có thể vừa là điểm đầu vừa là điểm cuối (xin xem thêm LÝ THUYẾT DÂY). Do đó một màng có thể chứa toàn bộ một vũ trụ.
2/. Đa hợp là cứ mỗi một chiều – màng có thể là một vũ trụ, sự “hợp tác” giữa các màng với nhau tạo ra vũ trụ khác, ở cấp độ khác và biểu hiện tồn tại khác nhau. Do đó mà có rất nhiều vũ trụ có cấu tạo “y chang” nhau, vận động như nhau thoát ly khái niệm thời gian (ngay tức khắc) dù cách nhau hàng nghìn tỷ năm ánh sáng. Đó chính là những vũ trụ song song nhau, nói khác đi, chúng VƯỚNG VÍU LƯỢNG TỬ với nhau. Lý thuyết dây của Cơ học Lượng tử mới chứng minh được 11 chiều không gian, trong vũ trụ của chúng ta hiện nay có 7 chiều suy biến (7 chiều này bị “cuộn” lại; Oskar Klein nói, có thể các chiều đã bị cuộn lại trong một khoảng cách rất nhỏ: một phần tỷ-ngàn tỷ-ngàn tỷ của một centimet), do đó ngoài khả năng đo đạc và nhận thức của nhân loại hiện nay. Matreja đã phát biểu về vũ trụ 36 chiều với 3000 thế giới từ 600 năm trước công nguyên.
Nếu điều này là đúng, sẽ phải có một loại hạt mới, gọi là hạt Kaluza-Klein. Đã có kế hoạch tạo ra chúng trong các máy gia tốc hạt bằng máy LHC của Âu Châu vào đầu năm tới 2017. Có thể chúng sẽ có các tính chất rất – rất đặc biệt, do vài mô-men nằm trong các chiều không gian ẩn.
3/. Như vậy để trực quan hóa thời gian, chúng ta sử dụng hình ảnh tấm Drap (ra) giường. Đặt lên tấm drap giường một hòn bi sắt thì nó làm tấm drap giường bị “lún” xuống, hòn bi càng nặng thì tấm drap càng bị lún sâu. Tương tự thì một tồn tại (ở đây dùng 1 hạt) với toàn bộ năng lượng của nó lập tức làm thời gian quanh nó “cong” đi (lún xuống trên “màng – thời gian). Nếu một hạt có khối lượng và nội năng tương đương mặt trời thì nó “lún sâu” trên tấm drap / màng – thời gian đến mức độ các mép của tấm drap / màng – thời gian túm lại. Nếu xét một vạch kẻ trên tấm Drap giường thì điểm đầu và điểm cuối gặp nhau. Nếu là drap / màng – thời gian thì thời điểm đầu cũng là thời điểm cuối : mọi vận động ở đó là NGAY TỨC KHẮC dù chúng nằm ở hai rìa vũ trụ.
4/. Nhưng hàm Lượng Tử Schrödinger không cho ra kết quả đơn giản và trực quan như vậy, mà tồn tại ở đó là CHỒNG CHẤT nhiều trạng thái lượng tử của các đối tượng tồn tại trong không – thời gian đó (do hàm Lượng Tử Schrödinger là một chùm hàm sóng đa nghiệm), nghĩa là có nhiều tồn tại chồng lên một vùng không gian. Lý do mà Klein và Kaluza đưa ra là khi “anh đại” thời gian bị co lại thì những chiều – màng không gian khác mặc sức tung hoành hỗn loạn, tạo ra vô số vũ trụ chồng chất trong vùng không gian đó. Khi thực hiện một phép đo lên một đối tượng, ta sẽ phá vỡ trạng thái chồng chất, buộc đối tượng phải chọn một trạng thái duy nhất. Sự chuyển đổi này gọi là “sự suy sụp của hàm sóng”
5/. Trở lại hình ảnh tấm drap giường, khi hòn bi sắt còn chưa quá nặng thì ở những điểm xung yếu của hòn bi tiếp xúc với tấm drap giường, nó tạo ra các nếp nhăn kéo dài hướng ra ngoài rìa tấm drap. Tương tự như vậy, trên màng – thời gian cũng xuất hiện những “nếp nhăn thời gian” từ hạt hướng ra rìa vũ trụ. Nếp nhăn này không nằm trên mặt phẳng của màng – thời gian nên nó thoát ly thời gian. Hạt nào nằm trên nếp nhăn đó, dù gần hay xa đều chỉ chịu sự tác động năng lượng (động lượng, đương lượng nhiệt, moment, spin v.v…) một cách tức thời của hạt đang đo lường (hình ảnh hòn bì sắt). Và như thế, vướng víu lượng tử được xác lập giữa chúng.

II/. BẢN CHẤT CỦA VƯỚNG VÍU LƯỢNG TỬ 
Phat biểu theo ngôn ngữ Cơ Học Lượng Tử, thì tổng năng lượng của một hạt tạo ra nhiều KHE THỜI GIAN phát xuất từ chất điểm của hạt đó, tổng năng lượng càng lớn thì khe thời gian càng dài trong vũ trụ đó (có thể đến hàng nghìn năm ánh sáng), xác lập các vướng víu lượng tử của rất nhiều hạt khác, với hạt “chủ” trên đường của rất nhiều khe thời gian. Do đó mà tồn tại vướng víu lượng tử ở cấp độ vĩ mô.
Trong vật thể, các hạt vẫn có vướng víu lượng tử với nhiều hạt khác gần và xa. Tuy nhiên do tương tác với các hạt nội nguyên tử, nguyên tử kế cận, các hạt trong nguyên tử kế cận, các lực hóa lượng tử, lực Vander-Wall, lực điện từ hạt nhân v.v… nên chúng khó vận động hoàn toàn theo mô thức vướng víu lượng tử. Tuy nhiên thực nghiệm Chekova cho thấy hàng chục vạn hạt vẫn vướng víu lượng tử được, nghĩa là khả năng vướng víu lượng tử cỡ lớn (như nột hòn bi, một chiếc ô tô hay ngay cả một thiên hà) trong CHÂN KHÔNG TĨNH LƯỢNG TỬ là hiện hữu. Nhất là đầu năm 2016, Ian Walmsley và các đồng sự tại trường Đại học Oxford đã làm vướng víu hai viên kim cương – mỗi viên chừng 3 mm. Họ bắt đầu bằng việc chiếu một xung laser “bơm” vào một bộ tách chùm tia, gửi nửa xung đến viên kim cương ở bên phải và nửa xung kia đến viên kim cương ở bên trái. Khi một photon trong xung sáng đi tới bộ tách chùm tia, cơ học lượng tử cho biết rằng nó được đưa vào một sự chồng chất của một photon đi sang trái và một photon đi sang phải. Nghĩa là hai viên kim cương (vật thể) đã vướng víu lượng tử với nhau ở nhiệt độ phòng. Vướng víu lượng tử cấp độ vật thể (vĩ mô) đã được xác lập.
Vướng víu lượng tử không phải là cái gì quá mới đối với nhân loại, mà nó được phát biểu từ cách đây 12.000 năm với nhân vật thượng cổ có tên là Amitabha, mà ông ta gọi là NHÂN DUYÊN. Kinh Amitabha chương Tiếp Dẫn có nói : “khi tiếp lập được nhân duyên thì trong ta có người, trong người có ta, nhận thức về nhau mọi thứ CẤP KỲ (ngay tức khắc) mà không màng khoảng cách dù cho hàng vạn dặm xa xôi”. Nhận thức hiện đại về lời giảng này, chính là sử dụng vướng víu lượng tử bằng năng lực cao thâm, trí tuệ diệu viễn để truyền thông tin lượng tử thoát ly khoảng cách không – thời gian.

III/. PHÁT TRIỂN MỚI : VIỄN TẢI LƯỢNG TỬ.
Từ những thành công của thực nghiệm vướng víu lượng tử, một hệ thống những ngành Khoa học – Kỹ thuật mới dựng ra một cơ sở lý luận – thực nghiệm có tính đột phá là VIỄN TẢI LƯỢNG TỬ (teleportation).
Viễn tải lượng tử là di chuyển vật thể hoặc thông tin về vật thể đi xa không giới hạn và ngay tức khắc (không mất thời gian) bằng phương thức vướng víu lượng tử (quantum entanglement). Thí nghiệm của Alain Aspect năm 1982 tại Paris, áp dụng bất đẳng thức của John Bell trong tính toán, đã chứng minh một cách thuyết phục rằng viễn tải lượng tử là có thật như mô tả dưới đây :

– Giả sử Alice ( A ) cần viễn tải trạng thái F của một hạt (gọi là hạt 1 ) cho bạn là Bob ( B)
– Trước hết A chế tạo một cặp Bell , hai hạt này EPR (EPR là vướng víu lượng tử) ví dụ ở trạng thái IF00>.
– Một hạt ( gọi là hạt 2 ) trong cặp Bell A giữ lại bên mình , còn hạt kia ( gọi là hạt 3 ) gửi cho B . Như vậy A và B đã sở hữu hai hạt vướng víu lượng tử 2 và 3. Đây là điểm mấu chốt của quá trình .
Trạng thái F có dạng : F = a I0>+bI1> .
– Trạng thái của hệ Bell hạt 1 (có trạng thái F) và hạt Bell 2 (mà A đang giữ ) được đưa vào đầu vào (input) của mạch là (in / đây là phép đo trong cơ sở Bell –in Bell basis):
IF0> = IF>IF00>
– Tiếp theo A đưa hai qubit 1 & 2 qua cổng CNOT, và IF0> biến thành IF1>.Sau đó đưa qubit 1 qua cổng Hadamard IF1> biến thành IF2> với kết quả là:
IF2> = I00>(aI1> + bI0>)
+ I01>(aI1> + bI0>)
+ I10>(aI0> – bI1>)
+ I11> (aI1> – bI0>)
– Nghĩa là Alice vừa phá hủy trạng thái F, thì những thay đổi này lập tức xuất hiện ở Bob vì Bob sở hữu hạt Bell 3 vướng víu lượng tử với hạt Bell 2.

Như vậy viễn tải lượng tử đã được xác lập vì thông tin trạng thái của hệ hạt 1, 2 đã được chuyển đồng nhất cho 4 trạng thái của các hệ – cặp hạt mà phủ định tham số thời gian. Đó là cơ sở toán học – lý luận trực quan của Vật lí học thông tin lượng tử (mật mã học lượng tử, điện toán lượng tử, vân vân…), ngành Khoa Học – Kỹ thuật – Thực nghiệm có điều kiện phát triển ứng dụng viễn tải lượng tử sớm nhất.

Việc sử dụng viễn tải lượng tử để di chuyển một hạt, một chùm hạt, một vật thể đến một tồn tại sinh học, một hệ tồn tại có qui mô tầm cỡ thiên hà đã được dự đoán toán học, do đó có thể là không bao lâu nữa, con người có thể thám hiểm mọi ngóc ngách của đa vũ trụ mà không tốn thời gian.

Theo Thầy Kim