Máy tính lượng tử khai thác một số hiện tượng gần như huyền bí của cơ học lượng tử để mang lại những bước tiến vượt bật về sức mạnh xử lý. Hiện tại và tương lai không xa, có khả năng máy tính lượng tử hứa hẹn sẽ thay đổi hoàn toàn các quy tắc của máy tính với kỳ vọng mang lại khả năng tính toán gấp hàng triệu lần so với các máy tính thông thường. Bí mật về sức mạnh của máy tính lượng tử nằm ở bài viết phía dưới đây, cùng Alta Software tìm hiểu nhé!.
Bạn biết gì về máy tính lượng tử ?
Không giống với máy tính thông thường khác, máy tính lượng tử (hay còn gọi là Quantum Computer) được hoạt động dựa trên cơ học lượng tử giúp xử lý dữ liệu đầu vào và có thể thực hiện một số loại tính toán hiệu quả hơn. Có thể hiểu đơn giản nó là máy tính hoạt động trên cơ sở của những hạt lượng tử. Tính chồng chập và vướng víu lượng tử là các hoạt động chủ yếu được áp dụng vào máy tính lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu được đưa vào.
Máy tính lượng tử có làm thay đổi thế giới ?
Khả năng tính toán của máy tính lượng tử
Máy tính lượng tử xử lý theo số lượng qubits (cấp số nhân), chỉ cần tăng một số lượng nhỏ qubits thì ta sẽ có gấp nhiều lần năng lực xử lý của máy tính thông thường. Tuy nhiên, việc thêm một số lượng qubits phải đảm bảo không có lỗi nào trong quá trình xảy ra rối lượng tử vì chỉ cần sai lệch nhỏ trong vấn đề tính toán là mọi việc làm đều trở nên vô nghĩa.
Máy tính lượng tử có gì khác so với máy tính thông thường ?
Là hai thế giới song song nhưng lượng tử và điện toán truyền thống vẫn có một số điểm tương đồng. Một trong những điểm khác biệt là việc sử dụng qubit thay vì bit, dưới đây là 3 trong số những sự khác biệt lớn nhất.
- Ngôn ngữ lập trìnhMáy tính truyền thống có các ngôn ngữ được tiêu chuẩn hóa như Java, SQL và Python.. còn với máy tính lượng tử yêu cầu các thuật toán rất cụ thể vì nó không có mã lập trình riêng.
- Chức năngMáy tính cá nhân với mục đích sử dụng rộng rãi và hàng ngày, còn với máy tính lượng tử thì không. Những siêu máy tính này chỉ được sử dụng trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ vì chúng quá phức tạp.
- Kiến trúcKhông có bộ nhớ hoặc bộ xử lý, chỉ bao gồm một tập hợp các qubit để giúp nó chạy tốt và có kiến trúc đơn giản hơn máy tính thông thường.
Hình dạng của máy tính lượng tử
Khá đặc biệt về hình dạng so với máy tính thông thường, chúng giống như một chiếc đèn chùm khổng lồ, và các chuyên gia cũng thường gọi là kiến trúc đèn chùm. Nó có một nhân trung tâm là một siêu chip với các qubit được sắp xếp theo dạng bàn cờ vua cũng như máy tính thông thường.
Hình dạng máy tính lượng tử
Các cực qubits được làm để dao động, và không duy trì một trạng thái cố định nào nên nó có khả năng xử lý mạnh, cũng như nhân chip có cấu tạo là các vi tu điện được làm từ Niobium với độ cứng ngang với Titan. Con chip này được đặt trong môi trường sóng điện từ, hoạt động trong điều kiện lạnh hoặc cực lạnh, thậm chí gần 0oK. Để đạt được ngưỡng nhiệt này, cách hiệu quả và ít tốn kém nhất hiện tại là nhấn chìm trong một bể Heli lỏng.
Ứng dụng của máy tính lượng tử
An ninh mạng, tài chính, y sinh học, bảo mật máy tính và tìm ra các vật liệu mới,.. đều là một trong những lĩnh vực có thể được ứng dụng bởi máy tính lượng tử và được cách mạng hóa nhờ những tiến bộ của công nghệ. Dưới đây là điển hình mà máy tính lượng tử đã có thể làm được.
- Chăm sóc sức khỏePhát triển được các loại thuốc mới và các phương pháp điều trị về mặt di truyền cũng như nghiên cứu DNA.
- Tài chínhTối ưu hóa hơn nữa danh mục đầu tư của các công ty và cải thiện hệ thống mô phỏng cùng với việc phát hiện gian lận.
- An ninh mạng Liên quan đến rủi ro nhưng nó cũng có những tiến bộ trong mã hóa dữ liệu như sự xuất hiện của QKD (Quantum Key Distribution). Đây là một kỹ thuật mới để phát hiện những kẻ xâm nhập vào hệ thống và gửi thông tin nhạy cảm thông qua tín hiệu ánh sáng.
- Vận chuyển, di chuyểnAribus là công ty sử dụng công nghệ lượng tử để thiết kế máy bay hiệu quả hơn. Qubit cũng sẽ cho phép tạo ra những tiến bộ đáng kể trong việc tối ưu hóa tuyến đường và hệ thống lập kế hoạch giao thông.
Sự thay đổi của thế giới khi có máy tính lượng tử
Sẽ thật khó dự đoán được tương lai sẽ như thế nào với máy tính lượng tử, liệu nó có thể làm thay đổi thế giới ? Nhưng chúng ta có thể thấy được khả năng phi thường khi được xử lý bởi các qubit, nó có thể thực hiện được hàng triệu phép tính cùng một lúc. Khi mà trước đây chỉ với các bit đơn giản và lựa chọn 0 hoặc 1, thì máy tính cổ điển đã làm được một cách mạng hóa thế giới.
Tương lai của máy tính lượng tử
Chúng ta đang mạo hiểm vào một lĩnh vực vật lý hoàn toàn mới và tất nhiên sẽ có cách sử dụng cũng như giải pháp mà chúng ta chưa bao giờ nghĩ tới. Nó được ứng dụng trong tất cả các ngành nhưng điều dễ dàng nhận thấy nhất là nó thay đổi cuộc chơi cho mọi ngành công nghiệp và sẽ có tác động rất lớn đến cách chúng ta kinh doanh hay phát minh ra thuốc và nguyên liệu mới, nó bảo vệ dữ liệu chúng ta, khám phá ra không gian , dự báo thời tiết hoặc nhiều hơn thế nữa.
Tạm kết
IBM, Google và các chính phủ trên thế giới đang đầu tư vào công nghệ máy tính lượng tử và điều đó chẳng phải là ngẫu nhiên. Họ đang mong đợi một bước phát triển và thay đổi thế giới mà máy tính lượng tử có thể làm được để giải quyết cho chúng ta các vấn đề và trải nghiệm những hiệu quả mà ngày nay không thể.
Trên đây là những kiến thức cơ bản nhất mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đến bạn. Alta Software cung cấp các giải pháp về công nghệ – chúng tôi sẵn sàng tham khảo ý kiến của bạn về các vấn đề phát triển, triển khai các giải pháp công nghệ khác biệt và hỗ trợ phát triển cho doanh nghiệp của bạn.
