Buzz
Người Trung Quốc chứng minh sức mạnh của máy tính lượng tử bằng photon
Tia laser là công cụ quan trọng trong máy tính lượng tử
Nghiên cứu mới của Trung Quốc về ưu thế lượng tử
Mỗi photon như một đồng xu
Hệ thống Gaussian boson làm việc như thế nào?
Thiết bị phân tia và cơ chế hoạt động của nó
Tấm phân tia và khả năng tạo ra 4 cổng
Máy tính lượng tử quang học tuyến tính
Trạng thái rối và đường đi của hạt photon
Rối lượng tử và tạo ra những trạng thái rối
Thử tung một photon xem điều gì sẽ xảy ra
Số lượng trạng thái đầu ra tăng đột ngột khi số lượng photon đầu vào và số lượng tấm phân tia tăng. Với 50 photon đầu vào và 300 tấm phân tia, có thể có đến 10^30 trạng thái đầu ra khả thi, mang lại ưu thế lượng tử cho máy tính của Trung Quốc.
Photon đi qua mạng lưới các tấm phân tia và có thể thoát ra dưới bất kỳ trạng thái nào. Chỉ trong ít hơn 4 phút, các nhà nghiên cứu đã giải quyết một vấn đề toán học mà máy tính cổ điển mất đến 2,6 tỷ năm mới xong.
Sau khi có kết quả, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một loạt bài thử để đảm bảo rằng hệ thống đủ chuẩn để trở thành một máy tính lượng tử. Mặc dù việc tính toán kết quả đầy đủ là không khả thi, nhưng ta vẫn có thể so sánh kết quả dự đoán với kết quả thực tế.
Trong lần so sánh đầu tiên, kết quả khớp với dự đoán. Trong lần thứ hai, kết quả lại không trùng khớp. Điều này chứng minh rằng yếu tố lượng tử đã ảnh hưởng đến kết quả.
Kết quả này vừa quý giá, lại vừa … không giá trị
Từ mọi góc độ, đây là thành tựu đáng kinh ngạc. Không ai có đủ kiến thức để phủ nhận công lao của các nhà khoa học Trung Quốc. Một tia laser chuyển đổi thành 25 tia photon, mỗi tia được điều chỉnh sao cho thẳng hàng với hai tinh thể để tạo ra photon đơn lẻ. Đường truyền sáng được kết nối với cáp quang và đầu ra được kết nối với con chip chứa hàng trăm tấm phân tia. Các đầu ra của mỗi tấm phân tia được cân chỉnh để hệ thống nhận diện photon và đọc tín hiệu.
Theo Chris Lee, kích thước của máy sẽ là 1,5m x 2,5m, với sai số dưới 10 nanomet. Đây là một hệ thống cực kỳ chính xác.
Tuy nhiên, theo Lee, thử nghiệm này không khác gì so với những thử nghiệm khác của máy tính lượng tử: giải một vấn đề toán học (thường là không có ý nghĩa trong thực tế) mà cấu trúc máy tính lượng tử có thể xử lý.
Một máy tính cần phải giải nhiều vấn đề, trong khi hệ thống này chỉ giải được vấn đề của riêng nó. Dù đột phá lượng tử sẽ đến trong tương lai, nhưng có vẻ nhóm nghiên cứu Trung Quốc chưa đưa ngành nghiên cứu lượng tử lên tầm cao mới.
Khai “sáng”?
Dù công trình nghiên cứu này không đạt đến đỉnh cao, máy tính lượng tử vẫn có tiềm năng lớn.
Hiện tại, máy tính lượng tử có thể giải quyết hai loại vấn đề toán học.
Một hệ thống bao gồm chuỗi ion nằm thẳng hàng như chuỗi ngọc trai. Vi sóng và chuyển động của ion được sử dụng để thực hiện tính toán. Mỗi bit có độ tin cậy cao, nhưng việc tính toán các vấn đề phức tạp vẫn khó khăn.
Hệ thống thứ hai sử dụng vòng vật liệu siêu dẫn làm lạnh bằng heli lỏng, mỗi vòng tương ứng với một qubit. Tuy nhiên, tính ổn định của mỗi qubit là thách thức, và việc giải quyết các vấn đề đòi hỏi hoạt động đo đạc liên tục.
Chưa hệ thống nào cho chúng ta yên tâm về tương lai máy tính lượng tử.
Máy tính lượng tử quang học có thể tồn tại dưới dạng một thiết bị quy mô chip điện tử, không cần nhiệt độ cực thấp hay môi trường chân không để vận hành.
Theo báo cáo khoa học, máy tính lượng tử quang học cần nhiệt độ ổn định và hệ thống phản hồi phức tạp để vận hành, nhưng kích cỡ nhỏ của máy lại giúp việc vận hành dễ dàng hơn.
Cũng chưa thể khẳng định ánh sáng, hay cụ thể hơn là hạt photon sẽ đạt ưu thế lượng tử trước. Suy cho cùng, germanium có tính bán dẫn tốt hơn silicon, nhưng bạn vẫn chưa biết chất nào sẽ thống trị thung lũng công nghệ.
