Máy tính lượng tử Trung Quốc nhanh hơn siêu máy tính của Mỹ

Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature tuần này, nhóm nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) phát triển thành công nguyên mẫu Jiuzhang 4.0, đánh dấu cột mốc mới cho công nghệ máy tính lượng tử quang tử.

Lu Chaoyang, giáo sư tại USTC, cho biết họ đã phát triển nguồn sáng dao động tham số quang học hiệu suất cao cùng giao thoa kế mã hóa lai không - thời gian. Bằng cách tích hợp 1.024 trường quang học trạng thái nén hiệu suất cao vào một mạch mã hóa lai không - thời gian 8.176 chế độ, nhóm nghiên cứu có thể điều khiển và phát hiện tới 3.050 photon. Đây là bước tiến đáng kể so với 255 photon mà mẫu máy tính tiền nhiệm Jiuzhang 3.0 đạt được năm 2023.

Theo Lu, Jiuzhang 4.0 giải quyết bài toán lấy mẫu boson Gaussian chỉ trong 25 micro giây, nhanh hơn một cái chớp mắt, trong khi El Capitan, siêu máy tính mạnh nhất thế giới của Mỹ, cần tới 10^42 năm. Ông cho biết, Jiuzhang 4.0 thể hiện bước tiến lớn về quy mô và độ phức tạp của bộ xử lý lượng tử quang học tổn hao thấp, mở ra những khả năng mới để xây dựng "trạng thái cụm ba chiều chế độ nghìn tỷ qubit" và "phần cứng điện toán lượng tử quang học chịu lỗi" trong tương lai.

Máy tính lượng tử hoạt động dựa trên các định luật cơ học lượng tử. Theo định nghĩa của Microsoft, qubit, viết tắt của quantum bit (bit lượng tử), là đơn vị thông tin cơ bản trong điện toán lượng tử. Khác với bit cổ điển chỉ có trạng thái 0 hoặc 1, qubit có thể tồn tại đồng thời ở cả hai trạng thái nhờ đặc tính chồng chập lượng tử. Điều này cho phép máy tính lượng tử khám phá nhiều hướng tính toán song song, mang lại tốc độ xử lý tăng theo cấp số nhân cho một số tác vụ, chẳng hạn giải toán và mô phỏng các hệ thống lượng tử.

Các hướng công nghệ điện toán lượng tử chính hiện nay gồm siêu dẫn, bẫy ion, quang tử và nguyên tử trung hòa. Dòng máy tính Jiuzhang thuộc nhóm máy tính lượng tử quang tử, mã hóa thông tin bằng hạt ánh sáng hay photon. Tốc độ của chúng phụ thuộc vào khả năng điều khiển, thao tác những photon này.

Theo China Daily, USTC phát triển thành công nguyên mẫu máy tính lượng tử quang tử Jiuzhang với 76 photon vào năm 2020, đưa Trung Quốc trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới sau Mỹ đạt ưu thế lượng tử (khi máy tính lượng tử vượt qua máy tính truyền thống) và là nước đầu tiên đạt được điều này trong một hệ thống quang học. Trung Quốc cũng chú trọng công nghệ lượng tử trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 (2026-2030), coi đây là ngành công nghiệp tương lai và lĩnh vực chiến lược cần phát triển lâu dài.

Nguồn: vnexpress.net