Máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử (hay còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là công nghệ tính toán tiên tiến sử dụng các hiện tượng cơ học lượng tử như sự chồng chập và sự vướng víu lượng tử để xử lý dữ liệu. Khác với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor, máy tính lượng tử không mã hóa dữ liệu thành bit nhị phân mà sử dụng qubit, cho phép tồn tại nhiều trạng thái chồng chập. Một mô hình lý thuyết của máy tính lượng tử là máy Turing lượng tử, còn gọi là máy tính lượng tử phổ dụng. Máy tính lượng tử có điểm tương đồng lý thuyết với máy tính phi xác định và máy tính xác suất, có khả năng ở trong nhiều trạng thái đồng thời. Ý tưởng về máy tính lượng tử được Yuri Manin và Richard Feynman giới thiệu vào các năm 1980 và 1982. Công nghệ máy tính lượng tử dựa trên tính chất spin của qubit và khái niệm không thời gian lượng tử được nêu ra vào năm 1969.

Tính đến năm 2014, công nghệ tính toán lượng tử vẫn đang trong giai đoạn đầu, nhưng nhiều thí nghiệm đã được thực hiện trên một số lượng nhỏ qubit. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đang được đẩy mạnh, với sự hỗ trợ của chính phủ và quân đội nhiều quốc gia cho các nghiên cứu về máy tính lượng tử, bao gồm cả mục đích dân sự và an ninh như phân tích mã (cryptanalysis).

Máy tính lượng tử với quy mô lớn có tiềm năng giải quyết các vấn đề phức tạp nhanh hơn bất kỳ máy tính cổ điển nào hiện nay, như việc sử dụng thuật toán Shor để phân tích số nguyên tố hay mô phỏng hệ lượng tử nhiều hạt. Các thuật toán lượng tử như thuật toán Simon cũng có thể giúp máy tính hoạt động nhanh hơn các máy tính dựa trên thuật toán xác suất cổ điển. Tuy nhiên, với đủ thời gian và tài nguyên, máy tính cổ điển có thể thực hiện bất kỳ thuật toán lượng tử nào. Công nghệ tính toán lượng tử không vi phạm Luận đề Church–Turing.

Tham khảo

Sách tham khảo

• Nielsen, Michael và Chuang, Isaac (2000). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-63503-9. OCLC 174527496.Quản lý CS1: danh sách tác giả (liên kết)

• Derek Abbott, Charles R. Doering, Carlton M. Caves, Daniel M. Lidar, Howard E. Brandt, Alexander R. Hamilton, David K. Ferry, Julio Gea-Banacloche, Sergey M. Bezrukov, và Laszlo B. Kish (2003). “Dreams versus Reality: Plenary Debate Session on Quantum Computing”. Quantum Information Processing. 2 (6): 449–472. arXiv:quant-ph/0310130. doi:10.1023/B.0000042203.24782.9a. hdl:2027.42/45526.Quản lý CS1: danh sách tác giả (liên kết)
• David P. DiVincenzo (2000). 'The Physical Implementation of Quantum Computation'. Experimental Proposals for Quantum Computation. arXiv/0002077
• David P. DiVincenzo (1995). “Quantum Computation”. Science. 270 (5234): 255–261. Bibcode:1995Sci...270..255D. doi:10.1126/science.270.5234.255. Bảng 1 liệt kê thời gian chuyển đổi và mất pha cho các hệ thống khác nhau.
• Richard Feynman (1982). “Simulating physics with computers”. International Journal of Theoretical Physics. 21 (6–7): 467. Bibcode:1982IJTP...21..467F. doi:10.1007/BF02650179.
• Gregg Jaeger (2006). Quantum Information: An Overview. Berlin: Springer. ISBN 0-387-35725-4. OCLC 255569451.
• Stephanie Frank Singer (2005). Linearity, Symmetry, and Prediction in the Hydrogen Atom. New York: Springer. ISBN 0-387-24637-1. OCLC 253709076.
• Giuliano Benenti (2004). Principles of Quantum Computation and Information Volume 1. New Jersey: World Scientific. ISBN 981-238-830-3. OCLC 179950736.
• Sam Lomonaco Các bài giảng về Máy tính lượng tử được thực hiện tại Đại học Oxford vào tháng 7 năm 2006
• C. Adami, N.J. Cerf. (1998). 'Quantum computation with linear optics'. arXiv/9806048v1.
• Joachim Stolze (2004). Quantum Computing. Dieter Suter. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40438-4.

• Ian Mitchell (1998). “Sức mạnh tính toán trong thế kỷ 21: Luật Moore và Những Khả Năng Tiếp Theo”.

• Rolf Landauer (1961). “Tính không thể đảo ngược và sự phát sinh nhiệt trong quá trình tính toán” (PDF).

• Gordon E. Moore (1965). Nhồi nhét nhiều linh kiện hơn vào mạch tích hợp. Magazine Điện tử.

• R.W. Keyes (1988). Thu nhỏ điện tử và các giới hạn của nó. 'Tạp chí Nghiên cứu và Phát triển IBM'.

• M. A. Nielsen. “Hoàn toàn dịch chuyển lượng tử bằng Resonance Hạt nhân từ” E. Knill,; R. Laflamme.

• Lieven M.K. Vandersypen (2000). Máy tính lượng tử NMR trạng thái lỏng. Constantino S. Yannoni,; Isaac L. Chuang.

• Imai Hiroshi (2006). Tính toán và Thông tin Lượng tử. Hayashi Masahito. Berlin: Springer. ISBN 3-540-33132-8.

• Andre Berthiaume (1997). “Tính toán Lượng tử”.

• Daniel R. Simon (1994). “Về sức mạnh của Tính toán Lượng tử”. Nhà xuất bản Hội các Kỹ sư Điện và Điện tử.

• “Hội thảo Mật mã Hậu Lượng tử”. Khoa An ninh thông tin tại Đại học Ruhr-Bochum. Bản gốc lưu trữ ngày 26 tháng 2 năm 2014. Truy cập ngày 9 tháng 2 năm 2014.

• Laura Sanders (2009). “Máy tính lượng tử có thể lập trình đầu tiên được tạo ra”. Bản gốc lưu trữ ngày 25 tháng 9 năm 2012. Truy cập ngày 9 tháng 2 năm 2014.
• “Các xu hướng mới trong tính toán lượng tử”.

Liên kết bên ngoài

• Bách khoa Stanford về Triết học: 'Tính toán lượng tử' của Amit Hagar.
• Quantiki – Wiki và cổng thông tin với nội dung miễn phí liên quan đến khoa học thông tin lượng tử.
• Blog của Scott Aaronson, nơi cung cấp các bình luận thông tin và phân tích về những phát triển trong lĩnh vực.
• Tài liệu ngắn về Quantum Annealing và Tính toán, A. Ghosh và S. Mukherjee.
• Phòng thí nghiệm Khoa học Vật lý Đại học Maryland Lưu trữ ngày 5 tháng 2 năm 2019 tại Wayback Machine: thực hiện nghiên cứu cho dự án máy tính lượng tử do NSA dẫn đầu, tên là 'Xâm nhập Mục tiêu Khó khăn'.

Bài giảng

• Cơ học lượng tử và Tính toán lượng tử — Khóa học Coursera của Umesh Vazirani
• Tính toán lượng tử cho người quyết tâm — 22 bài giảng video của Michael Nielsen
• Bài giảng Video của David Deutsch
• Bài giảng tại Viện Henri Poincaré (tài liệu và video)
• Bài giảng trực tuyến về Giới thiệu về Tính toán Lượng tử, Edward Gerjuoy (2008)
• trên YouTube