Buzz
Năm ngoái, Google nhận được sự công nhận quốc tế khi máy tính lượng tử nguyên mẫu của họ hoàn thành một phép tính trong vài phút, mà các nghiên cứu của họ ước tính rằng máy tính siêu vi tính sẽ mất 10.000 năm. Điều này đáp ứng định nghĩa về quyền ưu thế lượng tử—lúc mà một máy tính lượng tử thực hiện điều gì đó không thực tế cho máy tính thông thường.
Thứ Năm, nhóm nghiên cứu về lĩnh vực siêu vi tính hàng đầu của Trung Quốc đã tự tuyên bố quyền ưu thế lượng tử của họ, trên tạp chí Science. Một hệ thống được gọi là Jiuzhang đã sản xuất kết quả trong vài phút, tính toán mà máy tính siêu vi tính mạnh thứ ba trên thế giới ước tính sẽ mất hơn 2 tỷ năm nỗ lực.
Hai hệ thống hoạt động theo cách khác nhau. Google xây dựng mạch lượng tử bằng cách sử dụng kim loại siêu lạnh, siêu dẫn, trong khi nhóm tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Hefei, ghi lại kết quả của họ bằng cách điều chỉnh photon, hạt ánh sáng.
Thử nghiệm của Google sử dụng một vi mạch siêu dẫn điện có tên là Sycamore với 54 qubits, được làm lạnh đến các phần nhỏ hơn một độ trên độ lạnh tuyệt đối. Một qubit không hoạt động nhưng 53 qubit còn lại đủ để chứng minh sự vượt trội so với máy tính thông thường trên một vấn đề thống kê được chọn cẩn thận. Chưa rõ có bao nhiêu qubit chất lượng tốt cần thiết cho máy tính lượng tử thực hiện công việc hữu ích; ước lượng của các chuyên gia dao động từ hàng trăm đến hàng triệu.
Đội ngũ Trung Quốc cũng sử dụng một kiểm thử thống kê để khẳng định ưu thế lượng tử của mình, nhưng các trạm dữ liệu lượng tử của họ mang dạng của photons đi qua mạch quang được bố trí trên một bàn thí nghiệm, được hướng dẫn bởi gương. Mỗi photon đọc ra ở cuối quá trình có thể được xem xét như là một qubit trên một bộ xử lý giống như của Google, tiết lộ kết quả của một phép tính.
Các nhà nghiên cứu báo cáo đã đo lường được tới 76 photons từ máy Jiuzhang nhưng trung bình chỉ khoảng 43. Các thành viên viết mã mô phỏng công việc của hệ thống lượng tử trên máy tính siêu toàn cầu Sunway TaihuLight của Trung Quốc, máy tính siêu toàn cầu mạnh nhất thứ ba trên thế giới, nhưng nó không thể sánh kịp. Các nhà nghiên cứu tính toán rằng máy tính siêu toàn cầu sẽ cần hơn 2 tỷ năm để thực hiện công việc mà Jiuzhang thực hiện trong chưa đầy 3 phút.
Đội ngũ Trung Quốc do Jian-Wei Pan dẫn đầu, nhóm nghiên cứu quy mô lớn của ông đã hưởng lợi từ sự nỗ lực của chính phủ Trung Quốc để trở nên nổi bật hơn trong công nghệ lượng tử. Những thành tựu của họ bao gồm việc thực hiện việc sử dụng mã hóa lượng tử trên các khoảng cách phá kỷ lục, bao gồm việc sử dụng một vệ tinh được thiết kế đặc biệt cho giao tiếp lượng tử để bảo vệ cuộc gọi video giữa Trung Quốc và Áo. Mã hóa dựa trên cơ học lượng tử lý thuyết không thể bị phá vỡ, tuy nhiên, trong thực tế, nó vẫn có thể bị đảo ngược.
Một khác biệt giữa Jiuzhang và Sycamore của Google là rằng mẫu nguyên của photon không dễ dàng có thể lập trình lại để thực hiện các phép tính khác nhau. Các thiết lập của nó được mã hóa cứng vào mạch quang của nó. Christian Weedbrook, CEO và người sáng lập của Xanadu, startup máy tính lượng tử ở Toronto, cũng đang làm việc trên máy tính lượng tử photon, cho biết kết quả vẫn đáng chú ý như một lời nhắc rằng có nhiều con đường khả thi để làm cho máy tính lượng tử có hiệu suất. “Đây là một cột mốc trong lĩnh vực máy tính lượng tử photon,” ông nói, “nhưng cũng là điều tốt cho tất cả chúng ta.”
Nhiều hình thức phần cứng lượng tử khác nhau đang được phát triển trong giới học thuật và công nghiệp. Qubits dựa trên mạch siêu dẫn là những con đường nổi bật nhất, phần nào nhờ vào sự đầu tư nặng từ Google và IBM. Máy tính lượng tử được tạo ra từ qubits dựa trên nguyên tử cá thể nổi lên trong các lĩnh vực điện, được gọi là bẫy ion, được cung cấp bởi đại gia công nghiệp Honeywell và các startup bao gồm IonQ, và có sẵn qua dịch vụ đám mây của Amazon và Microsoft.
Weedbrook, người đặt các nguyên mẫu đầu tiên của mình trực tuyến cho khách hàng sớm vào tháng 9 với tới 12 qubits, nói rằng đội của ông có thể tạo ra thiết bị linh hoạt hơn Jiuzhang và tin rằng máy tính lượng tử photon sớm có thể đuổi kịp các hình thức khác. Chúng có ưu điểm sử dụng các thành phần giống nhau được sử dụng trong nhiều mạng viễn thông.
Lu của đội Trung Quốc cho biết họ cũng đang làm việc trên các phiên bản lớn hơn và có thể điều chỉnh được hơn của Jiuzhang. Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng quy trình được sử dụng trong thí nghiệm vượt trội của nhóm có thể được điều chỉnh để nghiên cứu các tính chất của các phân tử hoặc giải quyết các vấn đề liên quan đến đồ thị toán học, xuất hiện trong các lĩnh vực bao gồm giao thông vận tải và mạng xã hội.
Những người ủng hộ máy tính lượng tử photon và bẫy ion đều nói rằng công nghệ của họ nên dễ mở rộng hơn so với vi mạch siêu dẫn được ưa chuộng bởi IBM và Google, vì họ không cần phải xây dựng thiết bị của họ bên trong tủ lạnh cực lạnh. Tuy nhiên, chưa ai biết chắc chắn rằng hình thức nào của máy tính lượng tử sẽ chứng minh được hữu ích trước. “Chúng ta đều có điểm mạnh và điểm yếu,” Weedbrook nói.
Cập nhật, 12-4-20, 3:10 chiều ET: Câu chuyện này đã được cập nhật với nhận xét của Chao-Yang Lu, giáo sư vật lý tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc.
Những câu chuyện tuyệt vời khác trên Mytour
- 📩 Muốn cập nhật tin tức mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa? Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi ngay bây giờ!
- Câu chuyện kỳ lạ và vòng xoắn của hydroxychloroquine
- Tôi đã làm hỏng máy tính của mình với bản cập nhật BIOS. Nhưng vẫn có hy vọng!
- Cách thoát khỏi một con tàu đắm (như, ví dụ, con tàu Titanic)
- Tương lai của McDonald's nằm trong làn đường drive-thru
- Những người ít ỏi, mệt mỏi, các nhà phát triển mã nguồn mở
- 🎮 Mytour Games: Nhận những mẹo mới nhất, đánh giá, và nhiều hơn nữa
- 💻 Nâng cấp công việc của bạn với đội ngũ Gear yêu thích của chúng tôi, bao gồm laptop, bàn phím, các phương pháp gõ tắt và tai nghe chống ồn
