Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam California, do Giáo sư Aaron Lauda dẫn đầu, đã đề xuất một giải pháp đột phá cho vấn đề hạn chế của máy tính lượng tử phổ quát bằng cách giới thiệu một loại hạt mới gọi là "neglecton". Khám phá này, được công bố trên tạp chí Nature Communications, có thể mở đường cho sự phát triển của các máy tính lượng tử ổn định và hiệu quả hơn.
Máy tính lượng tử hứa hẹn cách mạng hóa công nghệ tính toán, nhưng độ nhạy cảm cao của các qubit đối với các yếu tố bên ngoài gây ra sai sót. Tính toán lượng tử tôpô, sử dụng các đặc tính hình học của các hạt như fermion Majorana, là một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, các fermion Majorana chỉ thực hiện được một tập hợp hạn chế các phép toán logic, cản trở việc tạo ra máy tính lượng tử phổ quát.
Nghiên cứu của nhóm Giáo sư Lauda đã bổ sung các "neglectons" vào hệ thống fermion Majorana. Trước đây, các hạt này bị coi là nhiễu toán học do "vết lượng tử bằng không" của chúng. Tuy nhiên, khi kết hợp với fermion Majorana, neglectons cho phép thực hiện đầy đủ các phép toán logic cần thiết cho máy tính lượng tử phổ quát. Chỉ cần thêm một neglecton vào hệ thống fermion Majorana cũng có thể đạt được tính phổ quát của các phép tính lượng tử.
Khám phá này làm sáng tỏ cách mà các hạt từng bị bỏ qua này, khi kết hợp với các hạt Ising anyon, có thể cho phép thực hiện mọi phép tính lượng tử thông qua quá trình "bện" (braiding) mà không cần các hoạt động phụ thuộc vào tính chẵn lẻ của fermion. Phát hiện này là một bước tiến quan trọng hướng tới việc tạo ra các máy tính lượng tử phổ quát, có khả năng tăng tốc đáng kể việc giải quyết các tác vụ tính toán phức tạp.
Trước đó, vào tháng 2 năm 2025, các nhà khoa học Thụy Điển đã chứng minh khả năng truyền thông tin bằng chuyển động sóng từ trong các mạng phức tạp, dẫn đến việc tạo ra các hệ thống tính toán hiệu quả với công suất thấp, có khả năng giải quyết các bài toán tối ưu hóa phức tạp. Phát hiện về vai trò của neglectons trong các phép tính lượng tử là một bước tiến quan trọng hướng tới việc tạo ra các máy tính lượng tử phổ quát.