Trung Quốc chế tạo máy tính lượng tử nhanh gấp 180 triệu lần siêu máy tính

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực tính toán lượng tử. 

Một máy tính lượng tử có tên Jiuzhang đã được xác định có khả năng giải quyết nhiều nhiệm vụ tính toán phức tạp, bao gồm thăm dò và khai thác dữ liệu, xử lý thông tin sinh học, phân tích mạng và nghiên cứu mô hình hóa hóa học.

Pan Jianwei, một nhà vật lý hàng đầu đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, được gọi là "Cha lượng tử" ở quốc gia này và đứng đầu nhóm nghiên cứu. Nhóm của ông đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Physical Review Letters.

Nhóm nghiên cứu cho biết: "Công trình của chúng tôi là một bước tiến trong việc giải quyết các vấn đề tính toán thực tế bằng cách sử dụng các máy tính lượng tử trung bình hiện nay".

Trong một thời đại mà dữ liệu lớn đang phát triển mạnh mẽ, lượng dữ liệu toàn cầu tăng lên theo cấp số nhân, gấp đôi sau mỗi hai năm. Pan Jianwei cho biết: "Việc không khai thác triệt để nguồn lực từ lượng dữ liệu khổng lồ này là vô nghĩa".

Hiện tại, phát triển các mô hình máy tính truyền thống đã đạt đến một giới hạn và siêu máy tính tiêu thụ một lượng năng lượng lớn. Theo ông, sự quan trọng của "Jiuzhang" nằm ở khả năng nâng cao sức mạnh tính toán mà không tăng đáng kể tiêu thụ năng lượng.

Nhóm nhà khoa học đã thành công trong việc giải quyết các phương trình tính toán phức tạp mà trước đây là thách thức đối với các máy tính truyền thống. Họ đã sử dụng hơn 200,000 mẫu để giải quyết các bài toán này.

Trong quá trình thử nghiệm, một bước tiến đáng chú ý đã diễn ra khi các nhà nghiên cứu sử dụng máy tính lượng tử để thực hiện và tăng tốc giải pháp cho hai thuật toán thường được sử dụng trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo: tìm kiếm ngẫu nhiên và mô phỏng ủ.

Siêu máy tính thông thường nhanh nhất trên thế giới mất 700 giây để phân tích mỗi mẫu tính toán, điều đó có nghĩa là thuật toán sẽ mất gần 5 năm để xử lý cùng một số lượng mẫu. Tuy nhiên, máy tính lượng tử Jiuzhang đã giải quyết thuật toán này trong vòng chưa đầy một giây.

Trong điện toán truyền thống, một bit đại diện cho một trạng thái duy nhất: số 0 hoặc số 1, là đơn vị thông tin cơ bản. Trong khi đó, một qubit, trong lĩnh vực lượng tử, có thể mô tả một trạng thái phức tạp hơn. Một qubit có thể đại diện cho số 0, số 1 hoặc cả hai giá trị đồng thời - đây là cách biểu diễn đơn giản nhất trong toán học lượng tử.

Bởi vì máy tính lượng tử có khả năng thực hiện tất cả các khả năng cùng một lúc trong thông tin cơ bản, lý thuyết cho thấy nó nhanh hơn và mạnh mẽ hơn nhiều so với các máy tính thông thường mà chúng ta sử dụng hàng ngày trong cuộc sống.

Máy tính lượng tử Jiuzhang - được đặt theo tên một tài liệu toán học cổ Trung Quốc từ khoảng 2,000 năm trước, sử dụng ánh sáng photon làm phương tiện vật lý để thực hiện tính toán. Khác với các máy tính lượng tử khác, nó không yêu cầu hoạt động ở nhiệt độ cực thấp và có khả năng hoạt động ổn định trong thời gian dài hơn.

Tuy nhiên, máy tính lượng tử chỉ hoạt động trong môi trường cực kỳ lạnh và được cô lập để tránh sự nhiễu và sai sót. Kích thước các hạt nguyên tử mà máy tính lượng tử phụ thuộc vào rất nhỏ và tuổi thọ của chúng rất ngắn, điều này làm cho hoạt động của máy tính lượng tử trở nên mong manh.

Tuy nhiên, máy tính lượng tử "Jiuzhang" của Trung Quốc đại diện cho một bước đột phá trên con đường tiến tới điện toán lượng tử phổ quát, được gọi là "ưu thế lượng tử", đảm bảo tốc độ vượt trội trong lĩnh vực này. Không có máy tính thông thường nào có thể thực hiện cùng một tác vụ trong một thời gian hợp lý và các cải tiến về thuật toán hoặc phần cứng của máy tính thông thường khó có thể vượt qua được tốc độ ấn tượng đó.

Chia sẻ Chia sẻ

Chia sẻ

Lưu tin