Buzz
Mặc dù có sức mạnh vượt trội, máy tính lượng tử vẫn có những giới hạn mà chúng không thể vượt qua – và đó có thể là những ranh giới do chính vật lý đặt ra.
Máy tính lượng tử từ lâu đã được ví như 'siêu anh hùng' trong kỷ nguyên thông tin. Nhờ vào sự kết hợp của các qubit vướng víu trong trạng thái chồng chập, những cỗ máy này có thể thực hiện hàng nghìn phép toán cùng lúc, mang đến tốc độ tính toán vượt trội so với các siêu máy tính truyền thống.
Vài tuần trước, Google đã công bố rằng máy tính lượng tử của họ có thể chạy các thuật toán nhanh gấp 13.000 lần so với máy tính thông thường, một bước tiến đáng kinh ngạc khiến nhiều người tin rằng không có giới hạn nào cho sức mạnh tính toán này.
Tuy nhiên, giống như mọi siêu anh hùng đều có điểm yếu với kryptonite, máy tính lượng tử cũng không phải là ngoại lệ với những giới hạn riêng của mình. Những yếu điểm này chủ yếu đến từ khía cạnh kỹ thuật.
Máy tính lượng tử rất dễ bị mất đi tính kết dính lượng tử và yêu cầu các cơ chế sửa lỗi phức tạp để hoạt động hiệu quả. Đây là lý do khiến hiện tại, máy tính lượng tử chỉ có thể xử lý khoảng 1.000 qubit, trong khi ước tính cho thấy cần đến 20 triệu qubit để có thể phá vỡ các hệ thống mã hóa cổ điển.
Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây đăng tải trên arXiv đã đi sâu vào khám phá giới hạn tính toán của các máy tính lượng tử, và có thể đang tiếp cận đến chính giới hạn của việc quan sát vật lý. Nói cách khác, có những vấn đề mà ngay cả máy tính lượng tử cũng không thể giải quyết, và rất có thể đây là những câu hỏi không thể giải quyết được.
Mặc dù không phải tất cả các bài toán xác định pha lượng tử đều được xem là bất khả thi, tạp chí New Scientist cho biết một số câu hỏi có thể yêu cầu máy tính lượng tử hoạt động trong một thời gian dài không tưởng - có thể lên tới hàng tỷ nghìn tỷ năm.
Nhà nghiên cứu Schuster chia sẻ với New Scientist rằng đây giống như một kịch bản ác mộng, và sẽ rất tồi tệ nếu điều này xảy ra. Ông cho rằng khả năng này có thể không xảy ra, nhưng các nhà khoa học cần phải hiểu rõ hơn về vấn đề này.
Công trình nghiên cứu này là phần tiếp theo của nghiên cứu trước đó của Schuster, được công bố vào đầu năm nay trên tạp chí Science, tập trung vào việc cải thiện tính ngẫu nhiên trong máy tính lượng tử. Việc mô phỏng tính ngẫu nhiên giúp các nhà khoa học hiểu được các hiện tượng trong thế giới thực và thiết kế các thuật toán. Nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra tính ngẫu nhiên với ít phép toán hơn so với trước đây, điều này cho thấy việc phát triển máy tính lượng tử với khả năng mã hóa có thể dễ dàng hơn nhiều so với dự đoán ban đầu.
Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, Schuster và nhóm của ông đã đi sâu vào một câu hỏi cơ bản hơn đằng sau công trình này: Đâu là giới hạn tính toán của những cỗ máy này? Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng một số tính chất vật lý cơ bản như thời gian tiến hóa, các pha của vật chất và cấu trúc nhân quả có thể rất khó khám phá thông qua các thí nghiệm lượng tử thông thường. Các tác giả đã nhấn mạnh trong một tuyên bố báo chí rằng điều này đặt ra những câu hỏi sâu sắc về bản chất của việc quan sát vật lý.
Phát hiện này không chỉ là một giới hạn công nghệ mà còn có thể là ranh giới của khả năng quan sát và hiểu biết của con người về vũ trụ. Nó cho thấy rằng có những câu hỏi vượt ra ngoài khả năng tính toán của bất kỳ máy móc nào, ngay cả những cỗ máy lượng tử mạnh mẽ nhất mà con người có thể tạo ra. Trong bối cảnh cả thế giới đang đặt niềm tin vào máy tính lượng tử để giải quyết những vấn đề khó khăn, nghiên cứu này nhắc nhở chúng ta rằng vẫn còn những bí ẩn mà ngay cả công nghệ tiên tiến nhất cũng chưa thể khám phá.
