“Chip photon?”

Nghe bốn từ này, tất cả mọi người có mặt đều không khỏi xúc động.

Nếu phải nói về thứ gì trong những năm gần đây nhận được sự chú ý nhiều nhất, chắc chắn không gì khác hơn là chip.

Sự phát triển của ngành công nghiệp chip ở đất nước chúng ta gặp rất nhiều khó khăn, điều này cũng khiến cho nhiều ngành công nghiệp cần sử dụng chip gặp nhiều trở ngại trong hoạt động.

Điều này có thể được coi là một rào cản quan trọng, hạn chế sự phát triển của các ngành công nghệ cao mới ở đất nước chúng ta.

“Tôi nhớ trước đây bạn đã nói tại buổi họp báo rằng công nghệ này được sử dụng để chế tạo các thành phần cốt lõi của máy in ấn quang khắc, cụ thể là hệ thống thấu kính tạo ra ánh sáng cực tím phải không?”

Ngô Hoà nghe vậy liền gật đầu và giải thích: “Thực ra, nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau. Bằng công nghệ này, chúng ta có thể chế tạo nhiều lớp thấu kính trên cùng một tấm kính. Về mặt lý thuyết, số lượng các lớp thấu kính này có thể lên đến vô hạn, tùy thuộc vào độ dày của vật liệu làm kính.”

Trong khi đó, thành phần cốt lõi của máy in ấn quang khắc chính là thiết bị chiếu sáng. Thiết bị này có nhiệm vụ tập trung và biến đổi ánh sáng cực tím thành tia sáng có bước sóng siêu nhỏ, sau đó sử dụng chúng để chiếu lên tấm silicon và tiến hành quá trình khắc hóa, tạo ra các mạch tích hợp.

Nói một cách đơn giản, thiết bị chiếu sáng thực chất là một thiết bị quang học phức tạp, được tạo thành từ nhiều thấu kính khác nhau.

Còn công nghệ của chúng ta thì có thể giúp đơn giản hóa cấu trúc phức tạp này. Chỉ cần thiết kế và sản xuất các thành phần thấu kính này trên những tấm kính trong suốt đặc biệt, chúng ta có thể tập trung tất cả các thấu kính lại với nhau.

Nhờ đó, nguồn sáng cực tím được tạo ra không chỉ sạch sẽ hơn mà còn có bước sóng ngắn hơn, độ sắc nét cao hơn, từ đó giúp chúng ta sản xuất ra những con chip có kích thước nhỏ hơn.

Hơn nữa, so với những thiết bị chiếu sáng phức tạp và đắt tiền hiện nay, công nghệ này không chỉ có cấu trúc đơn giản hơn mà còn giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất.”

Giải thích xong, Ngô Hoà tiếp tục nói: “Vậy thì chip photon cũng có thể được gọi là máy tính photon, đúng không? Máy tính photon là loại máy tính mới, sử dụng tín hiệu ánh sáng để thực hiện các phép tính số, các thao tác logic, việc lưu trữ và xử lý thông tin. Nó được cấu tạo từ các linh kiện và thiết bị quang học như laser, gương phản xạ, thấu kính, bộ lọc… Thông qua việc sử dụng chùm tia laser đi qua hệ thống gương và thấu kính, thông tin được xử lý; ánh sáng được

“Sự biến dạng và nhiễu của thông tin khi các photon được truyền đi trong vật liệu quang học là cực kỳ nhỏ; việc tiêu thụ năng lượng và phát ra nhiệt trong quá trình truyền tải, chuyển đổi ánh sáng cũng rất thấp. Điều kiện môi trường cần thiết để vận hành loại máy tính này cũng thấp hơn nhiều so với máy tính điện tử.”

Nói xong, Ngô Hoà chỉ vào khối lập phương lấp lánh trước mặt mọi người và tiếp tục giải thích:

“Dựa trên nguyên lý và cấu trúc của mạch tích hợp, chúng ta – hay nói đúng hơn là vô số nhà khoa học nghiên cứu trong lĩnh vực này – đã nghĩ đến việc tích hợp nhiều linh kiện quang điện lại trên cùng một con chip, từ đó tạo ra các mạch quang tích hợp.”

Mọi người đều biết rằng chip thực chất chính là những mạch tích hợp vi mô quy mô lớn. Và điều chúng ta muốn làm là thay thế các mạch tích hợp này bằng các mạch quang tích hợp.

Thực tế, nghiên cứu trong lĩnh vực này đã bắt đầu từ rất lâu, từ năm 1970. Lúc đó, một lĩnh vực mới có tên là “quang học tích hợp” đã xuất hiện trong ngành quang học.

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các công nghệ truyền thông quang, chuyển mạch quang và xử lý thông tin quang, hàng loạt linh kiện quang tích hợp đã được phát triển thành công. Chúng ta đã tạo ra những hệ thống hoàn chỉnh trong đó bộ nhớ quang, công tắc quang, nguồn sáng và ống dẫn sóng quang đều được sản xuất trên cùng một con chip.

Thậm chí, các linh kiện quang như bộ phân cực, tấm lọc sáng, bộ khuếch đại ánh sáng, bộ điều chế ánh sáng, thấu kính, thấu kính lăng kính, mảng quang và bộ giảm sức mạnh ánh sáng cũng được chế tạo thành các lớp màng mỏng và gắn trên cùng một bo mạch chủ, giúp giảm đáng kể không gian cần thiết cho các mạch quang, từ đó tạo ra những mạch quang tích hợp siêu nhỏ gọn.

Những mạch quang này được sử dụng để truyền tải và xử lý tín hiệu ánh sáng với tốc độ cao, mang lại hiệu suất cao, tiêu thụ ít năng lượng và sự thuận tiện trong việc vận hành.

Khối lập phương lấp lánh mà mọi người đang nhìn thấy trước mặt chính là con chip quang photon – thành phần cốt lõi nhất trong một chiếc máy tính photon do chúng tôi chế tạo.

Tất nhiên, đây chỉ là một mô hình, chưa phải là sản phẩm hoàn chỉnh. Bởi vì một chiếc máy tính photon thực sự là một hệ thống phức tạp, và chỉ có con chip này thôi là chưa đủ.

Tuy nhiên, chúng tôi đã cùng với một số trường đại học có khoa quang học và khoa máy tính thành lập nhóm nghiên cứu về máy tính photon và mạch quang tích hợp. Hiện tại, dự án này đang diễn ra thuận lợi, và con chip quang photon mà chúng ta đang nhìn thấy này chính là một trong những mô hình được sử dụng để kiểm tra nguyên lý của nh

Có thể một công thức toán học phức tạp như vậy, hiện nay máy tính siêu tốc nhanh nhất cũng cần vài tháng mới có thể tính toán xong, nhưng nếu sử dụng máy tính photon thì chỉ cần vài giây là đủ.

Với tốc độ tính toán cực kỳ nhanh như vậy, máy tính photon chắc chắn sẽ thay đổi đời sống của con người chúng ta một cách triệt để.

Những lĩnh vực như vật lý thiên văn, vật liệu sinh học, dược phẩm hóa học, công nghệ quốc phòng đều sẽ phát triển vượt bậc nhờ vào công nghệ này.

Chỉ nói riêng về các dự án nghiên cứu vũ khí siêu tiên tiến, nếu có sự hỗ trợ của máy tính photon với sức mạnh tính toán đáng kinh ngạc này, tiến độ nghiên cứu sẽ được đẩy nhanh đáng kể.

Chẳng hạn như các loại vũ khí hạt nhân mới, như những loại vũ khí hạt nhân thế hệ thứ tư mà các cường quốc hạt nhân trong những năm gần đây đang tranh đua nghiên cứu – “quả bom N2” làm từ nitơ kim loại.

Sức mạnh của nó không chỉ lớn hơn nhiều so với những loại vũ khí hạt nhân mạnh nhất hiện nay, thậm chí còn vượt qua cả bom hydro, mà còn thân thiện với môi trường hơn, không gây ô nhiễm.

Trong việc nghiên cứu những loại vũ khí tiên tiến như vậy, việc thực hiện hàng loạt phép tính khổng lồ là điều không thể thiếu, bởi vì điều này liên quan đến vô số công thức và dữ liệu toán học.

Nếu có một chiếc máy tính photon vượt trội hơn tất cả các máy tính siêu tốc hiện nay tham gia vào quá trình nghiên cứu, thì tiến độ của toàn bộ dự án sẽ được thúc đẩy mạnh mẽ. Việc hoàn thành nghiên cứu và phát triển những loại vũ khí này sớm hơn người khác sẽ giúp củng cố đáng kể sức mạnh quốc phòng của đất nước chúng ta.

Vì vậy, khi nhìn thấy khối lập phương lấp lánh trước mắt mình, mọi người đều tràn ngập niềm hy vọng:

“Thật là một sản phẩm tuyệt vời, một công nghệ xuất sắc!”

“Tôi cho rằng công nghệ này và dự án này cần được quan tâm đặc biệt. Chỉ có sự tham gia của các bạn và một vài trường đại học là chưa đủ; cần có thêm nhiều lực lượng nghiên cứu khoa học tham gia vào đây.”

“Thời gian không đợi chúng ta đâu. Trước bối cảnh quốc tế phức tạp hiện nay, nếu muốn đất nước chúng ta phục hưng và trỗi dậy, thì không thể thiếu sự hỗ trợ của những công nghệ then chốt như thế này.”