Máy tính lượng tử – Một bước đi vĩ đại mang tính cách mạng hay một tầm nhìn sai lầm của nhân loại? | Grado.vn

Internet 0 lượt xem

Khi các quốc gia phát triển lớn trên thế giới công bố tiến bộ của họ trong lĩnh vực này, cuộc chạy đua về công nghệ trong máy tính lượng tử đang gia tăng. Trong đó sự kình địch giữa Mỹ và Trung Quốc là gay gắt nhất, khi ai cũng muốn trở thành quốc gia phát triển máy tính mạnh nhất thế giới, thì máy tính lượng tử làm gì có thể điều hành tất cả các cường quốc với nhau?

CEO của tập đoàn Microsoft từng phát biểu tại Hội nghị Ignite của Microsoft rằng: “Điện toán lượng tử là một trong ba công nghệ có thể thay đổi thế giới một cách sâu sắc”. Hai thứ còn lại là trí tuệ nhân tạo (AI) và thực tế ảo tương tác (VR).

Sự phát triển của công nghệ quá nhanh khiến các bóng bán dẫn của máy tính hầu như không tuân theo quy luật và các công ty đang nỗ lực tìm kiếm vật liệu mới để thay thế silicon. Nhiều ứng dụng đã ra đời để tạo ra thế giới kỹ thuật số tuyệt vời, với những yêu cầu rất khắt khe mà máy tính có thể dự đoán thị trường hoặc tương lai gần.

Máy tính lượng tử có phải là máy tính cao cấp không?

Máy tính cổ điển (Máy tính cổ điển) hoặc máy tính chúng ta vẫn sử dụng hàng ngày. Chúng ta thường đưa dữ liệu ngôn ngữ của con người như chữ cái, con số, sơ đồ vào trong đó … nhưng trong máy tính, khi dữ liệu đó được hiểu theo ngôn ngữ máy nhập thì ngôn ngữ đó sẽ được máy tính hiểu. Số nhị phân (a) hệ thống tính toán dựa trên các số 0 và 1). Vì vậy, đối với các ngôn ngữ chỉ chứa 0 và 1 Máy tính chỉ thực hiện được điều này khi có các chương trình đặc biệt và tính toán theo các chỉ dẫn đó.

Tính toán lượng tử không hoạt động trong ngôn ngữ máy tính thông thường, có nghĩa là nó không chỉ sử dụng các số thập phân 0 và 1 để thực hiện các tác vụ. Cỗ máy này hoạt động dưới tác động của cơ học lượng tử nên được gọi thêm 2 từ lượng tử. Trong cơ học lượng tử, Có hai điều kiện quan trọng được sử dụng để thực hiện các phép tính: sự chồng chất lượng tử và sự nhầm lẫn.

Máy tính lượng tử IBM Q.

Máy tính được đo bằng số bit (chữ số nhị phân), đơn vị đo nhỏ nhất của máy tính và hai giá trị 0 hoặc 1, số bit càng lớn thì máy tính càng chứa được nhiều. Trong khi đó, máy Sử dụng đơn vị “Qubits” (bit lượng tử, hoặc bit lượng tử), tính toán lượng tử sẽ nhận các giá trị từ 0 đến 1, thu được 0 và 1 cùng một lúc.

Một ví dụ đơn giản về cách máy tính và máy tính lượng tử hoạt động, được gọi là “tìm đường thoát khỏi mê cung”.

Tính toán đơn giản của nó với các máy tính cơ bản là tìm từng con đường một, sắp xếp lại sau khi vượt qua tất cả các con đường và đưa ra kết quả là cách tốt nhất để ra khỏi mê cung. Đó là, người ta phải xem qua tất cả các câu trả lời trước khi đưa ra kết quả cuối cùng.

Đối với một máy tính lượng tử, khi duyệt nó sẽ xem xét tất cả các con đường có thể đi cùng một lúc, điều quan trọng là nó không phải đi qua từng con một nên không mất nhiều thời gian để tìm ra con đường nào để đi. Con đường Nó giống như biết trước và dự đoán ngay lập tức. Nhanh hơn so với việc thực hiện một máy tính cơ bản, phải không?

Sở dĩ cỗ máy này có thể hoạt động theo cách như vậy là nó hoạt động trên cơ chế lượng tử, trong đó các photon tồn tại ở trạng thái chồng chất lượng tử. Trạng thái này giúp ta có thể lấy tất cả các tuyến cùng một lúc, mỗi tuyến sẽ giao thoa ở trạng thái này, cho đến khi chồng chất đó sụp đổ, nó lộ ra điểm giao nhau, điểm đó. Đó là đường dẫn mà máy tính cần tính toán.

Máy tính lượng tử về cơ bản hoạt động khác với máy tính. Chúng ta có thể coi nó như một chiếc máy tính, nhưng nó không chỉ tiên tiến hơn mà còn là sự phát triển của cả cây trồng và cách thức hoạt động của nó.

Cấu trúc của một máy tính lượng tử

Ngoài sự khác biệt về hoạt động, máy tính lượng tử còn khác nhau về hình thức bên ngoài. Nếu đã xem phim Ant-man and Wasp (2018), bạn sẽ thấy hình dáng của một chiếc ô tô có đỉnh bên trong đường hầm lượng tử, nhưng ngoài đời sẽ như thế nào?

Nói trắng ra, bên ngoài của một máy tính lượng tử có hình dạng giống như một chiếc đèn chùm khổng lồ. Các chuyên gia gọi kiến ​​trúc đèn chùm bằng cùng một cái tên. Cấu trúc máy tính lượng tử dựa trên máy tính, nhưng nó sẽ khác nhau về động lực học của Qubits.

Bảng mạch 62 Qubit

Một máy tính lượng tử sẽ bao gồm một lõi trung tâm, siêu vi mạch lượng tử, sẽ được bao quanh bởi các Qubit và được sắp xếp như một bàn cờ. Chức năng của máy tính lượng tử là thực hiện các nhiệm vụ phức tạp liên quan đến các biến ngẫu nhiên, vì vậy thiết kế của các Qubits cũng rất đặc biệt. Qubit sẽ có thể di chuyển tự do trên mạch như một bàn cờ.

Để làm được điều này, các nhà khoa học đã đặt các cubit trong một môi trường hình tủ lạnh, trong một chất lỏng đặc biệt gọi là helium. Tác dụng của chất này là làm nguội các chip lượng tử, và đưa chúng về độ không tuyệt đối, là khí quyển có nhiệt độ lạnh nhất.

Tính toán lấy mẫu mạch không đều

Lấy mẫu mạch ngẫu nhiên, còn được gọi là lấy mẫu ngẫu nhiên, là một phép tính được sử dụng để tạo ra các mạch không đều một cách hiệu quả. Phép tính phức tạp này được sử dụng để đo khả năng tính toán của máy tính lượng tử. Điều này nhằm chứng minh rằng máy tính lượng tử sẽ là cỗ máy tạo ra những cuộc cách mạng chưa từng có trong tương lai.

Siêu máy tính là một máy tính hoạt động tốt hơn một máy tính bình thường. Tên của siêu máy tính nhanh nhất thời bấy giờ là SUMMIT. Theo tính toán, SUMMIT ước tính rằng sẽ mất 10.000 năm để hoàn thành một mẫu mạch Ramdom.

Đến lúc giới thiệu chiếc máy tính lượng tử của Google có tên là Sycamore, kết quả thật sự rất nặng nề, Sycamore chỉ mất 3 phút 20 giây. Một khi tính toán đó được thực hiện, Google ngay lập tức trở thành công ty có lợi thế lớn nhất về Lượng tử. Tính toán này cũng chứng minh rằng “Sycamore” đại diện cho một máy tính lượng tử có sức mạnh xử lý còn hơn cả một siêu máy tính.

Chúng ta thấy rằng máy tính lượng tử có thể xử lý rất nhanh và tiết kiệm năng lượng gấp 10 triệu lần. Tuy kết quả chưa được xác nhận chính thức nhưng đây là một cột mốc quan trọng đánh dấu sự phát triển của công nghệ trong tương lai.

Cuộc đua máy tính lượng tử

Google, Microsoft, IBM và các công ty công nghệ khác đã đầu tư rất nhiều nguồn lực cho lĩnh vực này trong cuộc chạy đua mang sức mạnh tính toán lượng tử ra thị trường lớn.

Cuộc chạy đua chế tạo máy tính lượng tử giống như “cuộc chạy đua vũ trang”, trong đó bất kỳ ai hoặc quốc gia nào chế tạo được máy tính lượng tử đều có thể gặt hái được nhiều lợi ích. Tôi nghĩ điều đó đáng để suy nghĩ, vì biết trước tương lai đã là một bước tiến lớn.

Theo Valuenex, Trung Quốc có hơn 3.000 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử, hơn gấp đôi Hoa Kỳ và gấp ba lần Nhật Bản. Tập đoàn tư vấn Boston ước tính rằng công nghệ này sẽ tạo ra 10 tỷ yên mỗi năm vào năm 2030 và 850 tỷ yên vào năm 2040.

Các ứng dụng của máy tính lượng tử

Có rất nhiều ứng dụng mà người ta đã thiết kế để đưa máy tính lượng tử đến với đại chúng. Và tất nhiên, nhiều người trong số họ rất vĩ mô như hỗ trợ dự báo thời tiết, dự báo thị trường, phân tích lớp tàu vũ trụ, v.v.

Một trong những điều tôi đã nghĩ là Máy tính lượng tử có thể trở thành AI, khả năng học hỏi của AI này sẽ rất nhanh và rất thông minh. Dưới đây là một số kỹ thuật và ứng dụng thực tế mà tôi tìm thấy:

Vào năm 2015, các nhà nghiên cứu tại Viện Ung thư Rosewell Park đã đưa ra công nghệ tạo ra máy tính lượng tử nhanh hơn gấp 3 đến 4 lần so với tối ưu hóa xạ trị. Công nghệ này giúp chẩn đoán chính xác hơn so với các máy tính cơ bản được sử dụng ngày nay.

Ngoài ra, do sức mạnh tính toán quá mức của nó, máy tính lượng tử có thể bẻ khóa các hệ thống mật mã như RSA hoặc DSA, mã hóa khóa công khai được mã hóa được sử dụng để tạo chữ ký số, độ dài của các khóa này thường lớn đến mức phải dò dẫm và tìm đến. Có vẻ như không thể với mật mã được mã hóa. Tuy nhiên, với việc máy tính lượng tử có khả năng phá mã dựa trên sự chồng chất, chúng sẽ phá mã nhanh hơn nhiều so với máy tính bình thường.

Việc đi lại hàng ngày sẽ thuận tiện hơn khi bạn muốn đi đâu đó, bạn có thể được dự đoán và đưa ra lộ trình nhanh nhất, giúp bạn không bị tắc đường hàng giờ đồng hồ mà còn dự đoán được nơi bạn sắp đến và thời tiết của bạn. Sẽ đi Ngay cả khi chúng ta có thể nắm giữ một máy tính lượng tử có thể điều tiết giao thông thay vì con người, mọi thứ sẽ được tính toán nhanh chóng và đề xuất các tuyến đường thay thế tốt hơn.

Nhiều ứng dụng trong tương lai đã được nghĩ đến và điều này về mặt lý thuyết là có thể thực hiện được, nhưng có thể biến lý thuyết thành hiện thực thì còn lâu mới mong một ngày máy tính lượng tử có thể hỗ trợ y học và phát triển thêm nhiều khả năng chữa bệnh, không thể làm được Bị ung thư lâu năm.

Kết thúc

Những gì tôi đã học về máy tính lượng tử, nhưng tôi chỉ có thể tóm tắt ở đây vì thế giới lượng tử rất bí ẩn và phức tạp. Khi tôi lần đầu tiên nghe về tình trạng chồng chất, tôi đã muốn từ bỏ và không tìm hiểu thêm, nhưng khi công nghệ ngày càng phức tạp, tôi nghĩ chúng ta cần cam kết để có thể hiểu thêm về thế giới công nghệ. ..

Mặc dù máy tính lượng tử vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, nhưng khả năng thay đổi cuộc chơi của chúng có thể được nhìn thấy với tốc độ tiến bộ trong vật lý, toán học, y học và nhiều lĩnh vực khác. Trong cuộc đua đó, tôi hy vọng Việt Nam có thể tiến một bước dài trong lĩnh vực này, vì các cường quốc trên thế giới đều có cỗ máy của mình. Mặc dù chưa thể chế tạo được một cỗ máy như vậy, nhưng tôi tin rằng sự nghiên cứu chuyên sâu của các nhà khoa học Việt Nam có thể giúp chúng ta không bị tụt hậu so với Hoa Kỳ hay các siêu cường như Hoa Kỳ.

Hãy cùng chờ đợi những tiến bộ công nghệ sắp tới!

Xem Thêm  5 cách sửa lỗi laptop không kết nối được WiFi hiệu quả nhất | Grado.vn
Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud