Ưu điểm vượt trội của chip lượng tử ánh sáng: Giảm thời gian tính toán từ 9.000 năm xuống chỉ còn 36 phần triệu giây

Nếu các siêu máy tính mạnh nhất hiện nay cần 9.000 năm để giải quyết bài toán này, chip lượng tử ánh sáng chỉ mất vài phần triệu giây.

Sức mạnh của máy tính lượng tử đang được thể hiện rõ trong lĩnh vực công nghiệp điện toán. Mới đây, chip máy tính nhanh nhất thế giới đã bị một con chip lượng tử ánh sáng từ Xanadu Quantum Technologies ở Toronto, Canada vượt qua trong việc giải quyết một vấn đề phức tạp.

Theo tài liệu của các nhà nghiên cứu, các siêu máy tính và thuật toán hiện tại cần đến 9.000 năm để giải bài toán này - nhưng chip lượng tử Borealis từ các nhà nghiên cứu chỉ mất 36 micro giây để hoàn thành (mỗi micro giây bằng 1/1.000.000 giây).

Bài toán được nhắc đến là việc tạo ra một mẫu Boson Gaussian (GBS). Nhiệm vụ này yêu cầu máy tính tạo ra một mẫu từ phân bố xác suất của các phép đo đơn photon ở đầu ra của mạch điện - và nếu bạn nghĩ rằng nó không có ý nghĩa, thì thực sự như vậy, vì ngay cả máy tính nhanh nhất thế giới cũng gần như không thể hiểu và tính toán được nó.

Nhiệm vụ GBS có một số lợi thế cụ thể khiến nó trở nên không phân biệt đối xử riêng cho các thiết lập lượng tử, vì vậy nó đã trở thành một công cụ tiêu chuẩn để đo lường hiệu suất của máy tính lượng tử so với máy tính cổ điển.

Trái với máy tính truyền thống dùng hệ nhị phân (0 và 1), máy tính lượng tử sử dụng đến 3 trạng thái dữ liệu với qubit (0, 1 và 'cả hai'). Điều này giúp chúng tính toán xác suất của mỗi giải pháp trước khi áp dụng.

Chip Borealis, một chip lượng tử ánh sáng, sử dụng các xung ánh sáng liên tục để truyền thông tin lượng tử. Với 219 qubit, trong đó có 129 qubit được sử dụng cho nghiên cứu, nó là một con quái vật về hiệu năng trong thế giới chip lượng tử.

Các nhà nghiên cứu tin rằng, chip lượng tử ánh sáng sẽ trở thành kiến trúc phổ biến nhất trong tương lai vì khả năng mở rộng của nó.

Chip Borealis tiên tiến hơn ở chỗ mỗi cổng lượng tử có thể lập trình được, tạo ra ưu thế lượng tử so với các máy tính truyền thống.

Các nhà nghiên cứu cho rằng đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển máy tính lượng tử. 'Đây là một bước tiến quan trọng trên con đường tạo ra một máy tính lượng tử thực sự, xác nhận các tính năng công nghệ chính của lượng tử như một nền tảng cho mục tiêu này.'

Mặc dù hứa hẹn, đặc biệt là hiệu suất vượt trội của chip lượng tử ánh sáng này, tuy nhiên, tác vụ GBS vẫn chưa có ứng dụng thực tế và việc tìm ra ứng dụng phổ biến trong thực tế cho chip lượng tử hiện đang gặp nhiều thách thức. Thậm chí, mặc dù Bộ Quốc phòng Anh đã mua máy tính lượng tử đầu tiên để thử nghiệm, nhưng có thể sẽ mất nhiều năm nữa trước khi các máy tính như vậy được triển khai trên quy mô lớn.

Hãng Xanadu đang đưa sức mạnh tính toán của Borealis lên đám mây để các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới có thể dễ dàng tiếp cận và tạo ra các ứng dụng thực tế dựa trên hiệu suất phi thường của nó.

Tham khảo iflscience