Loại Qubit mới được thiết kế có thể giúp máy tính lượng tử mạnh hơn

Nếu được chế tạo thành công, loại Qubit này sẽ giúp cho tương quan giữa số lượng qubit và kích cỡ máy tính lượng tử không còn là vấn đề nữa.

Các nhà nghiên cứu tại Úc mới đây đã thiết kế được một loại qubit mới - đóng vai trò là nền tảng cơ bản của máy tính lượng tử - mà theo như họ sẽ giúp cho chúng ta có thể xây dựng được một cỗ máy tính lượng tử tầm cỡ.

Ở thời điểm hiện tại, có một vài phương án để tạo ra một cỗ máy tính lượng tử. Những cỗ máy kích cỡ nhỏ thì sẽ vô cùng phức tạp, nhưng nếu theo đuổi sự đơn giản thì kích cỡ của những cỗ máy sẽ trở nên cực kỳ khổng lồ.

Loại Qubit mới được thiết kế có thể giúp máy tính lượng tử mạnh hơn
Vấn đề kích cỡ luôn khiến các nhà nghiên cứu máy tính lượng tử phải đau đầu.

Loading...

Nhìn chung lợi thế của những phương pháp xử lý qubit truyền thống là việc chúng có nền tảng từ công nghệ và thiết bị có sẵn, khiến cho việc xây dựng các cỗ máy tính lượng tử trở nên dễ dàng hơn. Thế nhưng, khi đặt trong mối tương quan về mặt kích thước với số lượng qubit cần phải xử lý, thì khi có hàng ngàn qubit kết nối với máy tính, kích thước của cỗ máy tính lượng tử sẽ trở nên quá to để có thể lắp đặt.

Thế nhưng, loại qubit mới do các nhà nghiên cứu tại Úc tìm ra có thể được điều khiển bằng tín hiệu điện thay cho tín hiệu từ tính như trước đây. Điều này đồng nghĩa với việc các qubit có thể giữ trạng thái rối lượng tử ở khoảng cách xa hơn nhiều so với trước đó.

"Nếu chúng quá gần hoặc quá xa nhau, thì trạng thái "rối lượng tử" giữa các qubit sẽ không xảy ra" - Guilherme Tosi, nhà nghiên cứu đã tìm ra loại qubit mới này cho biết.

Loại qubit mới có thể giữ trạng thái rối lượng tử ở khoảng cách xa khoảng vài trăm nanomet, nên về mặt lý thuyết chúng ta có thể xây dựng các cỗ máy tính lượng tử trên nền tảng silicon.

Đương nhiên chúng ta chỉ đang nói về mặt lý thuyết, bởi hiện tại những gì các nhà nghiên cứu đang nắm trong tay chỉ là bản thiết kế của cỗ máy mà thôi. Nhưng theo lời trưởng nhóm nghiên cứu Andrea Morello, thì phát hiện này hết sức quan trọng đối với ngành khoa học máy tính lượng tử.

Loại qubit này hoạt động bằng cách mã hóa thông tin trên cả hạt nhân và electron của nguyên tử phốt pho bên trong con chip silicon, và kết nối chúng với một mạng lưới điện cực. Sau đó toàn bộ thiết bị sẽ được làm lạnh tới gần 0 độ tuyệt đối; rồi đặt trong môi trường từ tính.

Loại Qubit mới được thiết kế có thể giúp máy tính lượng tử mạnh hơn
Loại qubit mới có thể giữ trạng thái rối lượng tử ở khoảng cách xa khoảng vài trăm nanomet.

Giá trị của các qubit này sẽ được quyết định bởi các giá trị nhị phân tạm gọi là spin - nếu như electron ở trên và hạt nhân ở dưới, giá trị sẽ bằng 1. Ngược lại, thì giá trị bằng 0.

"Để điều khiển qubit này, bạn sẽ phải kéo electron ra xa hơn một chút khỏi hạt nhân bằng điện cực ở phía trên. Khi làm vậy, bạn cũng đã tạo ra được một lưỡng cực điện. Đây là một điểm khá quan trọng, do các lưỡng cực điện tác động vào nhau ở khoảng cách khá xa, cỡ 1000 nanomet".

"Điều này cũng đồng nghĩa với việc chúng ta có thể đặt các qubit xa hơn trước rất nhiều. Vậy nên, sẽ có nhiều khoảng trống hơn để đặt các thành phần khác; trong khi vẫn giữ được tính chính xác của các bit lượng tử".

Điều mà loại qubit mới này mang lại là sự cân bằng để các cỗ máy tính lượng tử trong tương lai có thể được thu nhỏ lại, nhưng vẫn không quá phức tạp.

Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature Communications.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Mã độc gắn trên ADN đã lây nhiễm vào chính máy tính phân tích nó

Mã độc gắn trên ADN đã lây nhiễm vào chính máy tính phân tích nó

Một nhóm các nhà sinh vật học và nhà nghiên cứu bảo mật đã thành công trong việc lây nhiễm một chiếc máy tính với một chương trình độc hại được mã hóa trên chuỗi ADN.

Đăng ngày: 05/09/2017
Ứng dụng thông minh giúp tân sinh viên tìm nhà trọ an toàn

Ứng dụng thông minh giúp tân sinh viên tìm nhà trọ an toàn

Ứng dụng tìm nhà trọ miễn phí dành cho tân sinh viên, người lao động do Tô Thành Duy (SV năm cuối trường ĐH Công nghệ TP.HCM) thực hiện.

Đăng ngày: 01/09/2017
Đặt mật khẩu càng phức tạp càng an toàn? Chưa chắc đâu!

Đặt mật khẩu càng phức tạp càng an toàn? Chưa chắc đâu!

Mật khẩu email của bạn là gì? Không cần trả lời đâu, nhưng thường thì đó sẽ là những mật khẩu dài, khó nhớ, bao gồm cả số, cả chữ, cả chữ in hoa và những ký tự không thuộc bảng chữ cái.

Đăng ngày: 12/08/2017
IBM phá kỷ lục thế giới, lưu 330 Terabyte vào cuộn băng từ

IBM phá kỷ lục thế giới, lưu 330 Terabyte vào cuộn băng từ

Các nhà khoa học tại IBM vừa thành công trong việc lưu trữ 330 Terabyte dữ liệu không nén vào một cuộn băng từ nằm gọn trong lòng bàn tay.

Đăng ngày: 04/08/2017
Nhật Bản xây dựng siêu máy tính nhanh nhất thế giới

Nhật Bản xây dựng siêu máy tính nhanh nhất thế giới

Chiếc siêu máy tính này dự kiến sẽ được ra mắt vào tháng 4 năm 2018. Nó có tên gọi là ABCI (viết tắt của những chữ đầu tiếng Anh - Al Bridging Cloud Infrastructure.

Đăng ngày: 02/08/2017
Lượng dữ liệu thế giới tạo ra mỗi ngày

Lượng dữ liệu thế giới tạo ra mỗi ngày

Sản lượng dữ liệu hiện tại của chúng ta là 2,5 triệu tỷ (quintillion) byte dữ liệu mỗi ngày, theo IFL Science.

Đăng ngày: 01/08/2017
Trung Quốc tạo ra vũ trụ ảo lớn nhất thế giới bằng siêu máy tính

Trung Quốc tạo ra vũ trụ ảo lớn nhất thế giới bằng siêu máy tính

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa thành công trong việc tạo ra vũ trụ ảo lớn nhất thế giới, sử dụng siêu máy tính Thái Hồ nhanh nhất hành tinh.

Đăng ngày: 28/07/2017
Tiêu điểm
Khoa Học News
Trang web của chúng tôi có thể được thực hiện và duy trì bằng cách hiển thị quảng cáo trực tuyến cho khách truy cập của chúng tôi.
Vui lòng xem xét hỗ trợ chúng tôi bằng cách vô hiệu trình chặn quảng cáo của bạn.