Máy tính lượng tử – Một bước đi vĩ đại mang tính cách mạng hay một tầm nhìn sai lầm của nhân loại? | Dienmaygiadinh

Internet 0 lượt xem

Cuộc chạy đua công nghệ về điện toán lượng tử đang nóng dần lên khi các quốc gia phát triển hàng đầu thế giới công bố những đột phá trong lĩnh vực này. Sự cạnh tranh giữa Hoa Kỳ và Trung Quốc diễn ra mạnh mẽ nhất khi ai cũng muốn trở thành nhà phát triển máy tính mạnh nhất thế giới, vậy Máy tính lượng tử là gì mà có thể quy tụ tất cả các cường quốc lại với nhau?

CEO của tập đoàn Microsoft từng phát biểu tại hội nghị Microsoft Ignite rằng Điện toán lượng tử là một trong ba công nghệ có thể thay đổi sâu sắc thế giới. Hai thứ còn lại là trí tuệ nhân tạo (AI) và thực tế ảo tương tác (VR).

Sự phát triển của công nghệ quá nhanh khiến các bóng bán dẫn trong máy tính gần như không tồn tại và công ty đang tìm kiếm vật liệu mới để thay thế silicon. Nhiều chương trình ra đời để tạo ra một thế giới kỹ thuật số khổng lồ, kèm theo những yêu cầu khắt khe về việc máy tính có thể dự đoán thị trường hay tương lai gần hay không.

Máy tính Lượng tử có phải là máy tính cao cấp không?

Máy tính cổ điển (Máy tính cổ điển) hoặc máy tính mà chúng ta vẫn sử dụng hàng ngày. Thường thì chúng ta sẽ tích hợp dữ liệu với ngôn ngữ của con người như chữ cái, con số, hình vẽ… nhưng với máy tính dữ liệu đó sẽ được hiểu bằng ngôn ngữ máy, ngôn ngữ đó được máy tính hiểu. Hệ thống đếm dựa trên các số 0 và 1). Vì vậy, đối với các ngôn ngữ chỉ có 0 và 1. Máy tính chỉ có thể làm điều này nếu chúng có phần mềm và tính toán chính xác tuân theo hướng dẫn.

Máy tính lượng tử không chạy bằng ngôn ngữ máy tính thông thường, có nghĩa là nó không chỉ sử dụng các số thập phân 0 và 1 để thực hiện các tác vụ. Cỗ máy này hoạt động dựa trên ảnh hưởng của cơ học lượng tử, đó là lý do tại sao nó được gọi là 2 thuật ngữ lượng tử nữa. Trong cơ học lượng tử, Có hai trạng thái chính được sử dụng để thực hiện các phép tính: chồng chất lượng tử và vướng víu.

Máy tính lượng tử IBM Q.

Máy tính được đo bằng số bit (chữ số nhị phân), là đơn vị đo nhỏ nhất của máy tính và có hai giá trị 0 hoặc 1. Số bit càng lớn thì máy tính càng tổ chức. Trong khi đó, máy Các phép tính lượng tử sử dụng đơn vị “Qubits” (bit lượng tử hoặc bit lượng tử) sẽ nhận các giá trị lớn hơn từ 0 đến 1, thậm chí nhận 0 và 1 cùng một lúc.

Một ví dụ đơn giản để hình dung cách máy tính và máy tính lượng tử hoạt động được gọi là “tìm đường thoát khỏi mê cung”.

Với máy tính cơ bản, cách tính đơn giản của nó là tìm từng con đường một, sau khi đi hết các con đường sẽ bắt đầu sắp xếp lại và đưa ra kết quả là cách tốt nhất để thoát ra khỏi mê cung. Tức là phải trải qua tất cả các câu trả lời trước khi đưa ra kết quả cuối cùng.

Đối với máy tính lượng tử, khi điều hướng, nó sẽ xem xét tất cả các con đường có thể có cùng một lúc, điều quan trọng là nó không nhất thiết phải đi qua từng con một, do đó không mất nhiều thời gian để biết con đường nào cần đi nhiều nhất. Đường. Điều đó giống như việc biết trước và đưa ra dự đoán ngay lập tức. Nhanh hơn so với việc triển khai các PC cơ bản, phải không?

Sở dĩ cỗ máy này có thể hoạt động theo cách này là nó hoạt động trên cơ chế lượng tử, nơi các photon sẽ ở trạng thái chồng chất lượng tử. Tình huống này làm cho nó có thể lấy tất cả các con đường cùng một lúc, mỗi con đường sẽ có sự can thiệp ở trạng thái này cho đến khi sụp đổ, nó sẽ hiện ra giao điểm, đó là con đường mà máy tính phải tính toán.

Máy tính lượng tử hoạt động về cơ bản khác với máy tính. Chúng ta có thể coi đây là một chiếc máy tính, nhưng nó không chỉ tiên tiến hơn mà còn là sự tiến hóa của cả cơ chế và cách thức xử lý.

Cấu trúc của máy tính lượng tử

Ngoài sự khác biệt trong hoạt động, máy tính lượng tử trông cũng khác nhau. Nếu bạn đã xem Ant-man and Wasp (2018) bạn sẽ thấy đường hầm lượng tử trông giống như một chiếc ô tô với dòng xoáy bên trong, nhưng ngoài đời thực sẽ như thế nào?

Nói một cách ngắn gọn về nó, bên ngoài của một máy tính lượng tử trông giống như một chiếc đèn chùm khổng lồ. Các chuyên gia gọi chung một cái tên là kiến ​​trúc đèn chùm. Cấu trúc máy tính lượng tử dựa trên máy tính, nhưng nó sẽ khác ở tính di động của Qubits.

62 chip Qubit

Máy tính lượng tử sẽ bao gồm một lõi trung tâm, một siêu vi mạch lượng tử mà xung quanh đó các Qubit sẽ được đặt và sắp xếp theo dạng bàn cờ. Nhiệm vụ của tính toán lượng tử là thực hiện các nhiệm vụ phức tạp với các biến ngẫu nhiên, do đó thiết kế Qubits cũng đặc biệt. Qubit phải có khả năng di chuyển tự do trên mạch theo hình bàn cờ.

Để làm được điều này, các nhà khoa học đã đặt các Qubit trong một bầu khí quyển giống như tủ lạnh, các nhà khoa học cho vào đó một hỗn hợp đặc biệt gọi là helium. Tác dụng của chất này là làm lạnh các chip lượng tử và đưa chúng về độ không tuyệt đối, đây là bầu khí quyển được cho là có nhiệt độ lạnh nhất.

Tính toán mô hình mạch ngẫu nhiên

Mô hình mạch ngẫu nhiên, còn được gọi là mô hình mạch ngẫu nhiên, là một phép tính được sử dụng để tạo ra một mạch ngẫu nhiên hiệu quả. Phép tính phức tạp này được sử dụng để đo khả năng tính toán của máy tính lượng tử. Nó cũng là một xác nhận rằng máy tính lượng tử sẽ là động cơ của cuộc cách mạng chưa từng thấy trong tương lai.

Siêu máy tính được định nghĩa là một máy tính hoạt động nhiều hơn một máy tính. Máy tính nhanh nhất vào thời điểm đó được gọi là SUMMIT. Khi được thực hiện, tính toán SUMMIT được cho là mất tới 10.000 năm để hoàn thành Lấy mẫu mạch Ramdom.

Khi đến lượt Google thực hiện một máy tính lượng tử có tên là Sycamore, kết quả thật đáng kinh ngạc, Sycamore chỉ mất 3 phút 20 giây. Một khi tính toán này được thực hiện, Google ngay lập tức trở thành một công ty có lợi ích khổng lồ trong lĩnh vực lượng tử. Các tính toán cũng cho thấy “Sycamore” đại diện cho một máy tính Lượng tử có sức mạnh xử lý mạnh hơn một siêu máy tính.

Chúng ta thấy rằng máy tính lượng tử có thể chạy nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng gấp 10 triệu lần. Mặc dù kết quả vẫn chưa được chính thức xác nhận nhưng đây là một sự kiện quan trọng đánh dấu những bước phát triển công nghệ trong tương lai.

Đua máy tính định lượng

Google, Microsoft, IBM và các công ty công nghệ khác đã đầu tư rất nhiều nguồn lực vào khu vực trong cuộc đua trở thành những công ty đầu tiên đưa sức mạnh tính toán lượng tử ra thị trường đại chúng.

Cuộc chạy đua máy tính lượng tử giống như một cuộc “chạy đua vũ khí.” Bất kỳ ai hay quốc gia nào chế tạo được máy tính lượng tử đều có thể gặt hái được nhiều lợi ích. Tôi nghĩ rằng điều đó nên được suy nghĩ bởi vì dù biết trước tương lai của ngày mai cũng đã là một bước tiến lớn Và.

Theo Valuenex, Trung Quốc đã nhận được hơn 3.000 bằng sáng chế cho công nghệ lượng tử, gấp đôi Hoa Kỳ và gấp ba lần Nhật Bản. Tập đoàn tư vấn Boston ước tính rằng đến tháng 7 năm 2021, công nghệ này có thể tạo ra 10 tỷ đô la mỗi năm vào năm 2030 và đạt 850 tỷ đô la vào năm 2040.

Sử dụng máy tính lượng tử

Có một số chương trình mà mọi người đã nghĩ ra để đưa máy tính lượng tử đến với đại chúng. Và tất nhiên, hầu hết chúng đều có macro mạnh mẽ, chẳng hạn như hỗ trợ dự báo thời tiết, dự báo thị trường, phân tích quỹ đạo tàu vũ trụ, v.v.

Tôi nghĩ một điều là nếu máy tính lượng tử có thể trở thành AI, thì khả năng học hỏi của AI này sẽ rất nhanh và thông minh. Dưới đây là một số kỹ thuật và thực hành tôi đã tìm thấy:

Vào năm 2015, các nhà nghiên cứu tại Viện Ung thư Roswell Park đã phát triển một kỹ thuật giúp quá trình xạ trị nhanh hơn gấp 3 đến 4 lần nhờ tính toán lượng tử. Kỹ thuật này giúp chẩn đoán chính xác hơn so với các máy tính cơ bản đang được sử dụng ngày nay.

Ngoài ra, do sức mạnh tính toán vượt trội của chúng, máy tính lượng tử có thể bẻ khóa các hệ thống mật mã như RSA hoặc DSA, chúng mã hóa các khóa công khai được sử dụng để tạo chữ ký số. Độ dài của các khóa này thường quá lớn nên sẽ xảy ra nhầm lẫn. Với mã hóa mật khẩu thì điều đó dường như là không thể. Tuy nhiên, với việc máy tính lượng tử có thể bẻ mã dựa trên sự chồng chất, chúng sẽ bẻ mã nhanh hơn máy tính thông thường.

Việc đi lại hàng ngày sẽ dễ dàng hơn khi mỗi khi bạn muốn đi đâu đó bạn có thể dự đoán và đưa ra lộ trình không chỉ nhanh nhất mà còn giúp bạn tránh được cảnh tắc đường hàng giờ đồng hồ, đồng thời dự đoán thời tiết nơi bạn sắp đến và bạn đang ở đâu. đang đi. Mặc dù chúng ta có thể có quyền truy cập vào máy tính lượng tử có thể xử lý lưu lượng truy cập thay cho con người, nhưng mọi thứ sẽ được tính toán ngay lập tức và các giải pháp thay thế tốt hơn sẽ được đưa ra.

Nhiều chương trình trong tương lai đã được nghĩ đến và có thể về mặt lý thuyết, nhưng để có thể biến lý thuyết thành hiện thực thì còn rất xa, tôi cũng hy vọng một ngày nào đó điện toán lượng tử có thể duy trì y học và phát triển thêm sức mạnh trị liệu có lẽ. Còn bị ung thư ám ảnh.

Chấm dứt

Có rất nhiều điều tôi đã học về điện toán lượng tử, nhưng tôi chỉ có thể tóm tắt nó ở đây vì thế giới Lượng tử rất bí ẩn và phức tạp. Khi tôi lần đầu tiên nghe về tình trạng chồng chất, tôi đã muốn bỏ cuộc và không muốn tìm hiểu thêm, nhưng với công nghệ ngày càng phức tạp, tôi nghĩ chúng ta nên cam kết để có thể hiểu rõ hơn về thế giới công nghệ. ..

Mặc dù máy tính lượng tử vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, nhưng có thể thấy tiềm năng thay đổi cuộc chơi của chúng bằng cách thúc đẩy những tiến bộ trong vật lý, toán học, y học và hơn thế nữa. Trong cuộc đua đó, tôi mong Việt Nam có thể có những bước tiến dài trong lĩnh vực này vì các cường quốc trên thế giới đều có cỗ máy của mình. Dù chưa phát triển được một loại máy móc như vậy nhưng tôi tin rằng các nhà khoa học Việt Nam với những nghiên cứu chuyên sâu có thể giúp chúng ta không bị tụt lại phía sau một siêu cường như Hoa Kỳ hay Trung Mỹ.

Hãy cùng chờ xem sự tiến bộ của công nghệ!

Xem Thêm  Đầu số 085 là mạng gì? Bật mí những điều cần biết về mạng 085 | Dienmaygiadinh
Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud