Ưu thế tuyệt đối của chip lượng tử ánh sáng: Rút ngắn 9.000 năm tính toán xuống còn 36 phần triệu giây

Sức mạnh của máy tính lượng tử ngày càng được khẳng định trong ngành công nghiệp điện toán. Mới đây nhất, những con chip máy tính nhanh nhất thế giới hiện nay đã bị một con chip lượng tử ánh sáng của các nhà nghiên cứu từ công ty Xanadu Quantum Technologies, tại Toronto, Canada đánh bại trong khả năng giải quyết một vấn đề hóc búa.

Theo tài liệu của các nhà nghiên cứu, các siêu máy tính và những thuật toán hiện tại phải mất đến 9.000 năm để tính toán được bài toán này – thế nhưng con chip lượng tử Borealis của các nhà nghiên cứu hoàn thành nó chỉ trong 36 micro giây (mỗi micro giây bằng 1/1.000.000 giây).

Bài toán được các nhà nghiên cứu nói đến là việc lấy mẫu Boson Gaussian (GBS). Tác vụ này yêu cầu máy tính tạo ra một mẫu từ phân bố xác suất của các phép đo đơn photon ở đầu ra của mạch điện – và nếu bạn thấy nó thật vô nghĩa, thì quả đúng như vậy, vì ngay cả máy tính nhanh nhất thế giới cũng gần như không thể hiểu và tính toán được nó.


Máy tính lượng tử của Xanadu.

Tác vụ BGS có một số lợi thế nhất định khiến nó trở nên không phân biệt đối xử riêng cho các thiết lập lượng tử, vì vậy BGS đã trở thành một công cụ tiêu chuẩn để tính toán xem một máy tính lượng tử nhanh hơn bao nhiêu so với máy tính truyền thống.

Trong khi máy tính truyền thống sử dụng hệ nhị phân (0 và 1 đại diện cho tắt và bật), các máy tính lượng tử xử lý đến 3 đơn vị dữ liệu bằng các qubit (0, 1 và "cả hai"). Nhờ vậy chúng có tốc độ nhanh vượt trội khi có thể tính toán xác suất của từng giải pháp trước khi sử dụng nó. Trong khi đó, các máy tính truyền thống hiện nay phải chạy thử từng giải pháp để xác định xem nó là đúng hay sai.

Trong khi đó, con chip Borealis của các nhà nghiên cứu nói trên là một chip lượng tử ánh sáng, khi nó dùng các xung ánh sáng liên tục để truyền đi thông tin lượng tử. Ngay cả so với thế giới chip lượng tử đây cũng là một con quái vật thật sự về hiệu năng khi có đến 219 qubit, trong đó có 129 qubit được sử dụng cho nghiên cứu này.


Thiết kế dạng đám mây của Borealis giúp các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận nó dễ dàng hơn.

Các nhà nghiên cứu tin rằng, chip lượng tử ánh sáng sẽ là kiến trúc được sử dụng nhiều nhất trong tương lai khi nó có khả năng mở rộng lớn hơn nhiều so với các giải pháp khác.

Chip Borealis tiên tiến hơn hẳn ở chỗ mỗi cổng lượng tử có thể lập trình được và cho dù các chip khác cũng được trang bị chức năng này, chúng vẫn chưa đạt được ưu thế lượng tử (có sức mạnh tính toán vượt trội hơn hẳn so với các máy tính truyền thống).

Các nhà nghiên cứu tin rằng công trình này là một cột mốc quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của máy tính lượng tử. "Công trình này là một cột mốc quan trọng trên con đường tạo ra một máy tính lượng tử đích thực, xác nhận các tính năng công nghệ chính của quang tử như một nền tảng cho mục tiêu này."

Mặc dù tất cả đều cực kỳ hứa hẹn, đặc biệt là hiệu năng vô song của con chip lượng tử ánh sáng này, nhưng tác vụ GBS lại không có ứng dụng thực tế nào và việc tìm kiếm ứng dụng phổ biến trong thực tế dành cho chip lượng tử vào thời điểm hiện tại lại càng khó hơn. Ngay cả khi mới đây Bộ Quốc phòng Anh đã mua máy tính lượng tử đầu tiên để thử nghiệm, nhưng có thể còn nhiều năm nữa các máy tính như vậy mới được triển khai trên quy mô lớn.

Đó cũng là một phần lý do hãng Xanadu đang đưa sức mạnh tính toán của Borealis lên đám mây để các nhà nghiên cứu trên toàn cầu có thể tiếp cận nó dễ dàng hơn cũng như tạo ra các ứng dụng thực tế dựa trên sức mạnh phi thường của nó.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Phát hiện đột phá về công nghệ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm

Phát hiện đột phá về công nghệ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm

Với việc chứng minh có thể sản xuất điện Mặt trời vào ban đêm, các nhà khoa học Australia đã đạt được bước đột phá về công nghệ năng lượng tái tạo.

Đăng ngày: 19/04/2025
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).

Đăng ngày: 12/04/2025
Nano trong một thế giới cực nhỏ

Nano trong một thế giới cực nhỏ

Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.

Đăng ngày: 04/04/2025
Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.

Đăng ngày: 30/03/2025

"Trí tuệ nhân tạo" AlphaGo là gì mà khiến con người thán phục?

AlphaGo là gì? Tại sao AlphaGo lại được nhiều người quan tâm như vậy? Điều gì đã khiến cho bộ máy nhân tạo AlphaGo chiến thắng một kiện tướng cờ vây nhiều năm kinh nghiệm?

Đăng ngày: 30/03/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 16/03/2025
Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết bị dò siêu nhỏ cho phép nhìn xuyên qua quần áo hoặc một số vật liệu bìa cứng và giấy.

Đăng ngày: 14/03/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News