Máy tính lượng tử có thể đánh bại máy tính cổ điển khi trả lời các câu hỏi thực tế trong vòng hai năm tới, kết quả một thử nghiệm mới từ máy tính IBM cho thấy. Kết luận này gợi ý rằng ưu thế lượng tử thực sự, trong đó máy tính lượng tử vượt qua máy tính kỹ thuật số cổ điển, có thể sớm xuất hiện một cách đáng ngạc nhiên, theo Tech Crunch.

“Những cỗ máy này đang đến”, Sabrina Maniscalco, Giám đốc điều hành của công ty khởi nghiệp điện toán lượng tử Algorithmiq có trụ sở tại Helsinki (Phần Lan), nói với Nature News.

Trong nghiên cứu mới, được công bố hôm 14.6 trên tạp chí Nature, các nhà khoa học đã sử dụng máy tính lượng tử của IBM, được gọi là Eagle, để mô phỏng các đặc tính từ tính của vật liệu thực. Kết quả, nó nhanh hơn những gì máy tính cổ điển có thể làm. Máy tính lượng tử đạt được kỳ tích này vì nó đã sử dụng một quy trình giảm thiểu lỗi.

Sự khác biệt

Các máy tính cổ điển dựa trên chip silicon truyền thống sử dụng các "bit" có thể chỉ nhận một trong hai giá trị: 0 hoặc 1. Ngược lại, máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử hoặc qubit, có thể đảm nhận nhiều trạng thái cùng một lúc.

Các qubit dựa vào các hiện tượng lượng tử như chồng chất, trong đó một hạt có thể tồn tại ở nhiều trạng thái đồng thời và dựa trên sự vướng víu lượng tử, trong đó các trạng thái của các hạt ở xa có thể được liên kết sao cho việc thay đổi hạt này sẽ thay đổi hạt kia ngay lập tức. Về lý thuyết, điều này cho phép các qubit thực hiện các phép tính nhanh hơn nhiều so với các bit kỹ thuật số.

Nhưng trong lịch sử, máy tính lượng tử đã từng thể hiện một điểm yếu chí mạng: Các trạng thái lượng tử của qubit cực kỳ tinh vi và ngay cả sự gián đoạn nhỏ nhất từ môi trường bên ngoài cũng có thể làm rối loạn trạng thái của chúng mãi mãi. Điều đó làm cho máy tính lượng tử rất dễ bị lỗi.

Giải quyết vấn đề của máy tính lượng tử

Trong thí nghiệm mới, siêu máy tính Eagle 127 qubit, sử dụng các qubit được xây dựng trên các mạch siêu dẫn, đã tính toán trạng thái từ tính hoàn chỉnh của chất rắn hai chiều. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã đo lường cẩn thận độ nhiễu do từng qubit tạo ra.

Hóa ra một số yếu tố, chẳng hạn như khiếm khuyết trong vật liệu siêu máy tính, có thể dự đoán một cách đáng tin cậy độ nhiễu được tạo ra trong mỗi qubit. Sau đó, nhóm đã sử dụng những dự đoán này để mô hình hóa kết quả sẽ như thế nào nếu không có độ nhiễu đó, Nature News đưa tin.

Các tuyên bố về khả năng của công nghệ lượng tử đã xuất hiện trước đây: Năm 2019, các nhà khoa học của Google tuyên bố rằng máy tính lượng tử của công ty, được gọi là Sycamore, đã giải quyết một vấn đề mà một máy tính thông thường sẽ mất 10.000 năm để giải quyết trong trong 200 giây.

Nhưng vấn đề mà nó giải quyết - về cơ bản là tạo ra một danh sách khổng lồ các số ngẫu nhiên và sau đó kiểm tra độ chính xác của chúng, không có tác dụng thực tế. Ngược lại, màn trình diễn mới của IBM áp dụng cho một vấn đề vật lý thực tế, mặc dù rất đơn giản.