Chế tạo ra máy tính lượng tử đang được xem là một trong những ưu tiên hàng đầu trong cuộc chạy đua công nghệ của các nước hiện nay. Trong khi một số nhà khoa học thông báo đã tìm ra phương pháp khả thi để có thể sản xuất máy tính lượng tử ở nhiệt độ phòng. Thì gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc dự án hợp tác giữa Microsoft và Đại học Sydney đã công bố siêu chip có tên là Gooseberry có thể hỗ trợ một số lượng lớn qubit để tăng quy mô của máy tính lượng tử.
Mục lục
Máy tính lượng tử là gì ?
Khác với máy tính kỹ thuật số, máy tính lượng tử hoạt động dựa trên hoạt động của cơ học lượng tử, để xử lý dữ liệu đầu vào. Như vậy, hiểu đơn giản máy tính lượng tử là máy tính hoạt động trên cơ sở của những hạt lượng tử. Các hoạt động chủ yếu của lượng tử được áp dụng vào máy tính lượng tử là tính chồng chập và vướng víu lượng tử. Không giống với các máy tính kỹ thuật số thông dụng ngày nay; dữ liệu được mã hóa thành số nhị phân (bit). Và gán cho nó 2 giá trị tắt và mở tương ứng là 0 và 1. Và nó chỉ có thể nhận được 1 trong 2 giá trị 0 hoặc 1.
Siêu chip Gooseberry
Các nhà khoa học máy tính đã đạt được bước đột phá về điện toán lượng tử. Giúp mở rộng quy mô hàng loạt các cỗ máy siêu mạnh. Một nhóm nhà nghiên cứu từ Microsoft và Đại học Sydney đã phát minh ra một chip mới được đặt tên là Gooseberry. Loại chip đặc biệt này vượt qua giới hạn vật lý trước đây của các máy tính thế hệ kế tiếp. Vì nó có thể hỗ trợ hàng ngàn qubit. Khối cấu tạo của máy tính lượng tử. Trong khi qubit hoạt động ở nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Electronics.
Qubit thay thế các bit truyền thống trong các hệ thống máy tính hiện tại. Vốn đang sử dụng mã nhị phân 1 và 0 để lưu trữ và truyền dữ liệu. Bằng cách hoạt động ở trạng thái chồng chập lượng tử (superposition); các qubit có thể hoạt động như 1 và 0 cùng một lúc. Cho phép máy tính lượng tử đạt năng lực xử lý mạnh hơn theo cấp số nhân so với máy tính truyền thống.
Bước đột phá trong chế tạo máy tính lượng tử
“Để nhận ra tiềm năng của máy tính lượng tử, máy móc sẽ cần vận hành hàng ngàn; nếu không phải hàng triệu qubit. Các máy tính lượng tử lớn nhất thế giới hiện chỉ hoạt động với 50 qubit. Quy mô này một phần là do giới hạn đối với kiến trúc vật lý điều khiển các qubit. Chip mới của chúng tôi sẽ chấm dứt những giới hạn đó”. David Reilly, Giáo sư tại Đại học Sydney, người phụ trách kiểm tra chính của nghiên cứu, nói.
Thông thường qubit cần được lưu trữ ở nhiệt độ lạnh hơn 40 lần so với không gian sâu (deep space) để hoạt động. Hệ thống hiện tại dựa vào cáp kết nối với từng qubit riêng lẻ được lưu trữ ở nhiệt độ khắc nghiệt này. Siêu chip Gooseberry đông lạnh có khả năng phá vỡ cách tiếp cận kiến trúc cũ. Bằng cách tạo ra tín hiệu điều khiển cho hàng ngàn qubit ở nơi duy nhất. Trong khi chỉ cần hai dây điện để giao tiếp với phần còn lại của hệ thống.
Nguyên lý hoạt động của siêu chip
“Máy móc hiện nay tạo ra một dãy dây để điều khiển các tín hiệu, Chúng trông giống như một chiếc đèn chùm hoặc tổ chim ngược. Chúng đẹp, nhưng về cơ bản không thực tế. Điều đó có nghĩa là chúng ta không thể mở rộng quy mô máy móc để thực hiện các phép tính có ích. Đây là nút thắt giới hạn đầu vào – đầu ra thực sự. Xây dựng máy tính lượng tử có lẽ là nhiệm vụ kỹ thuật thách thức nhất của thế kỷ 21. Thông qua quan hệ đối tác với Microsoft; chúng tôi không chỉ đề xuất kiến trúc lý thuyết để vượt qua nút thắt đầu vào – đầu ra. Mà chúng tôi thực sự đã xây dựng được nó”, Giáo sư David Reilly nói.
Hy vọng bài viết của chúng tôi đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích.