Bài học rút ra chính
- Các nhà nghiên cứu cho biết họ đã tiến thêm một bước nữa trong việc xây dựng một loại máy tính mới sử dụng các bit lượng tử hoặc qubit.
- Máy tính lượng tử sẽ được cấu tạo bằng cách phun các electron từ dây tóc của bóng đèn.
-
Các chuyên gia nói rằng kỹ thuật mới đầy hứa hẹn, nhưng còn rất nhiều việc phải làm trước khi máy tính lượng tử sẵn sàng cho máy tính để bàn của bạn.
Một bóng đèn đơn giản có thể là chìa khóa để biến máy tính lượng tử thực tế thành hiện thực, mở ra khả năng mạnh mẽ hơn rất nhiều trong một cuộc phỏng vấn qua email với Lifewire.
"Nó có thể đặt nền tảng cho việc phân phối các bộ xử lý lượng tử chức năng thực sự hợp lý vào nhiều thiết bị tính toán khác nhau, dẫn đến thế hệ tiếp theo của bộ vi xử lý máy tính có tiềm năng vô hạn", ông nói thêm.
Bits tốt hơn
Máy tính lượng tử hứa hẹn cách mạng hóa điện toán. Không giống như máy tính nhị phân thông thường, qubit thêm đơn vị thông tin thứ ba vào quy trình tính toán - thay vì 1-0 - và đó là 1-0-1 / 0, Giám đốc điều hành TackleAI Sergio Suarez, Jr. nói với Lifewire qua email. Việc bổ sung đơn vị thứ ba, đồng thời 1 và 0, được gọi là chồng chất, nghĩa là nó vừa là 0 vừa là 1 và tất cả các điểm ở giữa.
"Sự chồng chất của các qubit này cho phép máy tính lượng tử làm việc trên một triệu phép tính cùng một lúc và làm cho máy tính lượng tử nhanh hơn và mạnh hơn theo cấp số nhân so với một máy tính truyền thống", Suarez, Jr. nói.
Nhóm Argonne tập trung vào việc sử dụng một electron duy nhất làm qubit. Làm nóng dây tóc bóng đèn phát ra một dòng electron, nhưng qubit rất nhạy cảm với các nhiễu động từ môi trường xung quanh. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã bẫy một electron trên bề mặt neon rắn siêu tinh khiết trong chân không.
"Với nền tảng này, lần đầu tiên chúng tôi đạt được sự kết hợp mạnh mẽ giữa một electron đơn lẻ trong môi trường gần chân không và một photon vi sóng duy nhất trong máy cộng hưởng", Xianjing Zhou, tác giả đầu tiên của bài báo, cho biết trong một thông cáo báo chí. "Điều này mở ra khả năng sử dụng các photon vi sóng để điều khiển từng qubit electron và liên kết nhiều hạt trong số chúng trong một bộ xử lý lượng tử."
Scott Buchholz, nhà lãnh đạo công nghệ mới nổi và là giám đốc kỹ thuật của Chính phủ & Dịch vụ Công tại Deloitte Consulting, nói với Lifewire trong một email rằng hầu hết các phương pháp tạo qubit đều dựa trên việc sử dụng các nguyên tử hoặc photon riêng lẻ, trong khi Argonne đang làm việc trên một hệ thống sử dụng các electron.
"Có hơn nửa tá cách tiếp cận khác nhau mà các tổ chức đang khám phá để tạo ra qubit, mỗi cách đều có ưu, nhược điểm và cân nhắc riêng", Buchholz nói. "Ví dụ: một số phương pháp có thể cho phép kết nối từ qubit đến qubit nhanh hơn, nhưng dễ bị nhiễu và lỗi hơn."
Bộ xử lý nhanh hơn
Trong điện toán lượng tử, qubit là khái niệm, không giống như bit truyền thống, có thể là 0 và 1 cùng một lúc bằng cách đo cái được gọi là spin, Nizich giải thích. Ông nói thêm: Quá trình này cực kỳ khó để đo lường và kiểm soát, "nhưng khả năng xảy ra trạng thái không giới hạn tiềm năng này có nghĩa là một sự suy nghĩ lại hoàn toàn về mô hình truyền thống", ông nói thêm.
Các công ty bao gồm IBM và Google có các hệ thống hiện có với sức mạnh xử lý lên đến 100 qubit. Tuy nhiên, Nizich cho biết, cách tiếp cận của những gã khổng lồ công nghệ này có thể không dễ dàng chuyển giao cho hy vọng trong tương lai có bộ xử lý lượng tử trong điện thoại, máy tính xách tay, ô tô và thậm chí cả thiết bị gia dụng.
"Đây là lý do tại sao những khám phá của Argonne rất quan trọng vì chúng có thể nắm giữ chìa khóa để công nghệ này trở nên dễ tiếp cận hơn với nhiều nhà nghiên cứu hơn, [do đó] dẫn đến nhiều khám phá hơn," Nizich nói. "Điều đó cũng có nghĩa là việc sản xuất bộ xử lý lượng tử ở quy mô lớn có thể có thể thực hiện được trong tương lai."
Bất chấp kết quả lạc quan từ các nhà khoa học Argonne, các chuyên gia cảnh báo rằng máy tính lượng tử thực tế vẫn chưa sẵn sàng hạ cánh trên bàn làm việc của bạn. Benjamin Bloom, người sáng lập công ty máy tính lượng tử Atom Computing, đã chỉ ra với Lifewire trong một email rằng thách thức lớn nhất trong việc xây dựng một máy tính lượng tử là mở rộng hệ thống qubit của bạn để đạt hàng trăm nghìn đến triệu qubit có khả năng cần thiết để xây dựng một lượng tử hữu ích máy tính.
Mark Mattingley-Scott, giám đốc điều hành của công ty điện toán lượng tử Quantum Brilliance, cho biết qua email rằng công nghệ mới sẽ thúc đẩy nỗ lực tạo ra các máy tính lượng tử dựa trên đám mây hiệu suất cao. Tuy nhiên, ông nói thêm, những thách thức vẫn còn để làm cho quy trình đủ nhỏ để phù hợp với máy tính hàng ngày.
"Còn một chặng đường dài trước khi qubit neon rắn có sẵn trên thẻ gia tốc trong PC của bạn", anh ấy nói.
