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

Internet 0 lượt xem

Khi các quốc gia phát triển hàng đầu thế giới công bố thành tựu của họ trong lĩnh vực này, cuộc chạy đua công nghệ trên máy tính lượng tử đang nóng dần lên. Nếu ai cũng muốn trở thành quốc gia sản xuất máy tính mạnh nhất thế giới, thì sự cạnh tranh giữa Mỹ và Trung Quốc sẽ khốc liệt nhất, vậy máy tính lượng tử có thể thống nhất tất cả các nước lớn là gì?

CEO của Microsoft từng phát biểu tại hội nghị Microsoft Ignite: Điện toán lượng tử là một trong ba công nghệ có thể thay đổi thế giới một cách sâu sắc. 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 bóng bán dẫn của máy tính hầu như không bao giờ giảm, và các công ty đang nghiên cứu để tìm ra một loại vật liệu mới thay thế silicon. Nhiều ứng dụng ra đời với yêu cầu khắt khe là máy tính có thể dự đoán thị trường hay tương lai gần, tạo ra một thế giới kỹ thuật số rộng lớn 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 chúng ta sử dụng hàng ngày. Chúng ta thường đặt thông tin bằng ngôn ngữ của con người như chữ cái, con số, sơ đồ trên đó… Nhưng với máy tính, thông tin nhập vào được hiểu theo ngôn ngữ máy, ngôn ngữ nào được máy tính hiểu. Được biểu diễn bằng số nhị phân (một hệ thống tính toán dựa trên các số a 0 và 1). Do đó, chỉ dành cho các ngôn ngữ chứa 0 và 1 Máy tính chỉ có thể thực hiện việc này khi có sẵn một số chương trình và phép tính phù hợp với các hướng dẫn này.

Máy tính lượng tử không hoạt động trong ngôn ngữ máy tính thông thường, tức là nó không chỉ sử dụng các số thập phân 0 và 1 để thực hiện các tác vụ. Cỗ máy này hoạt động dưới tác động của cơ học lượng tử nên người ta lại gọi nó là 2 từ lượng tử. Trong cơ học lượng tử, Hai điều kiện quan trọng được sử dụng để thực hiện các phép tính: chồng chất lượng tử và nhầm lẫn.

Máy tính lượng tử IBM Q.

Máy tính được đo bằng số bit (số nhị phân), đơn vị đo nhỏ nhất của máy tính và nếu hai giá trị là 0 hoặc 1, càng có nhiều bit thì máy tính càng chứa nhiều. Trong khi đó, xe Sử dụng đơn vị “qubit” (bit lượng tử hoặc bit lượng tử), tính toán lượng tử có phạm vi giá trị rộng hơn từ 0 đến 1, thậm chí 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 ra khỏi mê cung”.

Với những chiếc máy tính cơ bản, cách tính toán đơn giản của anh ấy là lần lượt tìm kiếm từng con đường, và sau khi đi hết các con đường, anh ấy lại bắt đầu phân loại và tìm ra kết quả là cách tốt nhất để thoát ra khỏi mê cung sẽ đưa ra. Tức là phải trải qua tất cả các câu trả lời trước khi đưa ra kết quả cuối cùng.

Đối với một máy tính lượng tử, nó xem xét tất cả các con đường có thể có cùng một lúc trong khi duyệt, điều quan trọng là nó không phải đi qua từng con một nên việc chọn con đường nào tốt hơn không mất nhiều thời gian. cách. Nó giống như biết trước và đưa ra dự đoán ngay lập tức. Nhanh hơn nhiều so với một máy tính chủ, phải không?

Sở dĩ cỗ máy này có thể hoạt động theo cách này là nó hoạt động trên cơ chế lượng tử tồn tại ở trạng thái chồng chất lượng tử của các photon. Điều này cho phép nó băng qua tất cả các con đường cùng một lúc, với mỗi con đường giao thoa ở vị trí đó cho đến khi nó mở ra điểm giao nhau, tức là điểm mà máy tính tính toán, cho đến khi chồng chất bị thu gọn lại như cách nó phải như vậy.

Máy tính lượng tử hoàn toàn khác với máy tính. Chúng ta có thể coi nó như một chiếc máy tính, nhưng nó không chỉ tiên tiến mà còn là sự tiến hóa của cơ chế và cách thức hoạt động của nó.

Cấu trúc của một máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử không chỉ khác nhau về hiệu suất mà còn về hình thức bên ngoài. Nếu đã xem Ant-Man and Wasp (2018), bạn sẽ thấy bên trong đường hầm lượng tử là hình dạng bên ngoài của một chiếc ô tô có xoáy, nhưng ngoài đời nó trông như thế nào?

Tóm lại, bên ngoài của một máy tính lượng tử trông giống như một chiếc đèn chùm khổng lồ. Các chuyên gia gọi cùng tên là kiến ​​trúc đèn chùm. Cấu trúc của máy tính lượng tử dựa trên cơ sở máy tính, nhưng nó khác ở tính di động của các qubit.

Bảng điện tử 62 Qubit

Một máy tính lượng tử chứa lõi trung tâm, là một siêu vi mạch lượng tử, xung quanh đó các qubit được đặt dưới dạng bàn cờ. Chức năng của máy tính lượng tử là thực hiện các nhiệm vụ phức tạp liên quan đến các biến ngẫu nhiên, vì vậy thiết kế Qubits cũng rất độc đáo. Các qubit nên di chuyển tự do theo một sơ đồ dưới dạng bàn cờ.

Để làm được điều này, các nhà khoa học đã đặt các khối lập phương trong một môi trường giống như tủ lạnh, nơi các nhà khoa học đặt một hỗn hợp đặc biệt gọi là helium loãng. Tác dụng của chất này là làm lạnh các chip lượng tử và đưa chúng về độ không tuyệt đối, là môi trường có nhiệt độ lạnh nhất.

Tính toán Lấy mẫu điện tử ngẫu nhiên

Lấy mẫu ngẫu nhiên là một phép tính được sử dụng để tạo ra một lược đồ ngẫu nhiên một cách hiệu quả, còn được gọi là lấy mẫu ngẫu nhiên. Phép tính phức tạp này được sử dụng để đo khả năng tính toán của máy tính lượng tử. Đó cũng là bằng chứng cho thấy máy tính lượng tử sẽ là một cỗ máy tạo ra những cuộc cách mạng chưa từng có trong tương lai.

Siêu máy tính là một máy tính vượt trội hơn so với các máy tính thông thường. Siêu máy tính nhanh nhất vào thời điểm đó được gọi là SUMMIT. Khi thực hiện các phép tính, người ta nói rằng sẽ mất 10.000 năm để lấy mẫu sơ đồ SUMMIT Ramdom.

Khi nói đến máy tính lượng tử của Google có tên là Sycamore, kết quả thực sự đáng kinh ngạc, với 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 thế lớn về lượng tử. Phép tính này cũng đại diện cho một máy tính lượng tử có sức mạnh xử lý vượt xa siêu máy tính Sycamore.

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

Cuộc đua máy tính lượng tử

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

Cuộc chạy đua tạo ra máy tính lượng tử giống như một “cuộc chạy đua vũ trang”, bất kỳ quốc gia nào hoặc bất kỳ quốc gia nào có thể tạo ra máy tính lượng tử đều có thể có nhiều lợi thế. Tôi nghĩ điều đó đáng để suy nghĩ, bởi vì biết được tương lai của ngày mai đã là một bước tiến lớn.

Theo Valuenex, Trung Quốc có hơn 3.000 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử, gấp đôi Hoa Kỳ và gấp ba lần Nhật Bản. Tập đoàn Tư vấn Boston ước tính rằng vào tháng 7 năm 2021, công nghệ này sẽ sản xuất tương đương 10 tỷ đô la mỗi năm vào năm 2030 và tăng lên 850 tỷ đô la vào năm 2040.

Ứng dụng của máy tính lượng tử

Có rất nhiều ứng dụng mà con người đã nghĩ ra để đưa máy tính lượng tử đến với đại chúng. Và, tất nhiên, hầu hết chúng đều rất vĩ mô, chẳng hạn như hỗ trợ dự báo thời tiết, hỗ trợ dự báo thị trường, phân tích quỹ đạo của tàu vũ trụ, v.v.

Tôi nghĩ một điều là nếu máy tính lượng tử có thể biến thành trí tuệ nhân tạo thì khả năng học tập của trí tuệ nhân tạo đó sẽ rất nhanh và rất thông minh. Dưới đây là một số kỹ thuật và ứng dụng tôi có thể tìm thấy:

Vào năm 2015, các nhà nghiên cứu tại Viện Ung thư Roswell Park đã đề xuất một kỹ thuật có thể tăng tốc độ tối ưu hóa xạ trị gấp 3 đến 4 lần nhờ máy tính lượng tử. Kỹ thuật này giúp chẩn đoán chính xác hơn so với các máy tính cơ bản được sử dụng ngày nay.

Ngoài ra, do sức mạnh tính toán lớn, máy tính lượng tử có thể phá vỡ các hệ thống mật mã như RSA hoặc DSA, được mã hóa bằng mã hóa khóa công khai được sử dụng để tạo chữ ký số, độ dài của chúng thường lớn đến mức nó di chuyển và xuất hiện. dường như không thể với một mật khẩu được mã hóa. Tuy nhiên, do khả năng phá mã dựa trên chồng chất bằng máy tính lượng tử, chúng phá mã nhanh hơn máy tính thông thường.

Mỗi khi bạn muốn đến một nơi nào đó, nếu bạn có thể được cho biết tuyến đường nhanh nhất, việc đi lại hàng ngày sẽ thuận tiện hơn, giúp bạn tránh được tình trạng kẹt xe hàng giờ đồng hồ, cũng như thời tiết nơi bạn muốn đi và nơi bạn sắp đến. dự đoán. Tôi sẽ đi. Ngay cả khi chúng ta có thể có một máy tính lượng tử điều tiết giao thông thay vì con người, mọi thứ sẽ được tính toán ngay lập tức và đưa ra các tuyến đường thay thế tốt hơn.

Nhiều ứng dụng đã được nghĩ đến trong tương lai và điều này về mặt lý thuyết là có thể thực hiện được, nhưng còn một chặng đường dài phía trước để biến lý thuyết thành hiện thực, tôi cũng hy vọng một ngày nào đó máy tính lượng tử sẽ hỗ trợ y học và phát triển nhiều khả năng chữa bệnh hơn, một ngày nào đó chúng ta sẽ ‘q. bệnh ung thư kéo theo một thời gian dài.

Chấm dứt

Tôi đã tìm hiểu rất nhiều về máy tính lượng tử, nhưng tôi chỉ có thể kết luận ở đây rằng 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 khi công nghệ ngày càng phức tạp, tôi nghĩ chúng ta cần hiểu thêm về thế giới công nghệ. ..

Trong khi máy tính lượng tử vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, người ta có thể thấy tiềm năng thay đổi cuộc chơi, đẩy nhanh các thành tựu của chúng trong vật lý, toán học, y học và nhiều lĩnh vực khác. Tôi mong rằng trong cuộc đua này, Việt Nam sẽ có một bước tiến dài trong lĩnh vực này khi các cường quốc trên thế giới đều sở hữu ô tô của mình. Tuy chưa thể chế tạo ra một cỗ máy như vậy, nhưng tôi nghĩ các nhà khoa học Việt Nam sẽ giúp chúng ta không bị tụt hậu so với các nước lớn như Hoa Kỳ hay Mỹ đã có những nghiên cứu chuyên sâu.

Chúng tôi mong đợi bước đột phá công nghệ tiếp theo!

Xem Thêm  Thiết bị phát WiFi di động TP-Link M7350 chính hãng, giá rẻ | Manglocvenha
Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud