Các nhà nghiên cứu từ Đại học Queensland vừa sáng chế ra chiếc kính hiển vi lượng tử có khả năng quan sát những cấu trúc sinh học mà con người chưa bao giờ được chứng kiến.
Phát kiến này mở đường cho nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ sinh học và y khoa. Kính lượng tử hoạt động nhờ vào nguyên lý rối lượng tử, thứ mà Einstein gọi là "những tương tác kỳ lạ".
Thuật ngữ rối lượng tử cho rằng trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau dù chúng có cách xa hàng năm ánh sáng. Ví dụ, khi tác động vào một trong hai electron có trạng thái lượng tử liên kết với nhau, electron ở đầu kia sẽ cảm ứng được dao động này lập tức.
Cảnh kính hiển vi lượng tử đang hoạt động. (Ảnh: Đại học Queensland).
Warwick Bowen, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Quang học Lượng tử của Đại học Queensland nói đây là cảm biến rối lượng tử tốt nhất mà nhân loại đã từng phát minh ra.
"Bước đột phá này sẽ mở đường cho nhiều lĩnh vực công nghệ mới, giúp tạo ra các thiết bị định vị cũng như máy chụp cộng hưởng từ (MRI) tốt hơn", giáo sư Bowen chia sẻ.
Ông cho rằng nguyên lý rối là trung tâm của cuộc cách mạng lượng tử và loại cảm biến biết ứng dụng nó sẽ bỏ xa các công nghệ phi lượng tử hiện tại. Nó sẽ đem lại sự đổi mới trong công nghệ y khoa, khoa học kỹ thuật và cả giao thông.
Đội nghiên cứu từ Đại học Queensland với giáo sư Warwick Bowen ở giữa. (Ảnh: Đại học Queensland).
Đội ngũ nghiên cứu đã vượt qua được rào cản lớn nhất của kính hiển vi chiếu sáng truyền thống: thời gian quan sát tiêu bản.
"Chiếc kính hiển vi tốt nhất sẽ phải chiếu tia laser với cường độ sáng gấp hàng tỷ lần ánh sáng mặt trời để quan sát mẫu vật. Những vật chất sinh học thông thường như tế bào con người chỉ cầm cự được một thời gian ngắn dưới ánh sáng như vậy, và đây là một trở ngại rất lớn", giáo sư Bowen cho biết.
Theo ông, công nghệ rối lượng tử sẽ khiến việc quan sát rõ hơn 35% mà không làm ảnh hưởng đến mẫu vật. Đồng thời, ta sẽ có thể thấy những cấu trúc sinh học bé đến mức không tưởng.
Ông Bowen cũng cho rằng kính hiển vi lượng tử sẽ hoàn thiện bộ ba khả năng mà khoa học lượng tử hứa hẹn, gồm tính toán, truyền dữ liệu và ghi nhận hình ảnh.
"Khoa học lượng tử mở ra một chương mới cho hàng loạt phát kiến công nghệ", Giáo sư đại học Queensland nhận định.