Cuộc đột phá mới trong ngành khoa học máy tính ghi nhận sự xuất hiện của lĩnh vực máy tính lượng tử. Các nước phát triển trên thế giới đang tạo ra cuộc đua lớn khi liên tục tung ra thị trường những chiếc máy tính lượng tử với những ưu thế và nâng cấp cao hơn, trong đó có Mỹ và Trung Quốc đang là hai quốc gia đầu tư mạnh nhất trong lĩnh vực này. Máy tính lượng tử ra đời sẽ là chìa khóa quan trọng trong việc cải tạo tốc độ xử lý dữ liệu và thúc đẩy nhiều lĩnh vực khác như khoa học, vật lý, hóa học,… Mới đây thì Trung Quốc đã tung ra kỷ lục mới về điện toán lượng tử với chiếc máy tính Zuchongzhi, đánh dấu bước ngoặt lớn trong cuộc đua máy tính lượng tử hiện nay.
Cuộc đua máy tính lượng tử của các quốc gia trên thế giới
Google đã từng tuyên bố Sycamore đạt được ưu thế lượng tử vào năm 2019
Trong cuộc đua máy tính lượng tử trên thế giới. Các nhà khoa học Trung Quốc đang cạnh tranh với những tập đoàn lớn của Mỹ. Như Alphabet sở hữu Google, Amazon và cả Microsoft để dẫn đầu về công nghệ. Sự cạnh tranh này đã trở thành một mặt trận khác trong cuộc đua công nghệ Mỹ – Trung.
Đây được coi là một bước tiến so với bộ xử lý Sycamore của Google, chỉ có 54 qubit. Vào năm 2019, Google tuyên bố máy tính của họ là máy tính đầu tiên đạt được ưu thế lượng tử, ám chỉ khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp trong thời gian ngắn hơn đáng kể so với máy tính cổ điển thông thường. Google cho biết Sycamore đã giải quyết được một bài toán phức tạp trong vòng chưa đầy 3,5 phút, điều mà siêu máy tính mạnh nhất phải mất 10.000 năm mới có thể làm được.
Sự xuất hiện của máy tính lượng tử Jiuzhang vào năm 2020
Nhưng danh tiếng của Sycamore sớm bị lu mờ bởi sự xuất hiện của Jiuzhang vào năm 2020. Năm ngoái, một nhóm nhà khoa học Trung Quốc cũng đã công bố một máy tính lượng tử với 76 qubit quang tử. Những qubit lưu trữ thông tin về trạng thái điện tích của các photon. Tuy nhiên, chiếc máy tính đó không thể lập trình được như Zuchongzhi. Mà phải cố định để hoàn thành phép tính mục tiêu.
Mặc dù vậy, Jiuzhang được cho là khó có thể ứng dụng trong thực tế. Do đây là một thiết bị chuyên dụng không được lập trình để thực hiện bất kỳ tác vụ nào khác. Do vậy, trên nhiều phương diện khác nhau, máy tính lượng tử của Google vẫn được đánh giá là có tính ứng dụng cao hơn. Mặc cho khả năng tính toán chậm hơn đôi chút so với Jiuzhang.
“Chúng tôi ước tính rằng nhiệm vụ lấy mẫu do Zuchongzhi thực hiện có thể hoàn thành trong khoảng 1,2 giờ, điều sẽ khiến siêu máy tính mạnh nhất mất ít nhất 8 năm. Chi phí tính toán trên máy tính cổ điển của nhiệm vụ này được ước tính cao hơn 2 – 3 bậc so với công việc trước đó trên bộ xử lý Sycamore 53-qubit”, nhóm viết.
Trung Quốc phát huy tiếp sức mạnh cùng máy tính lượng tử Zuchongzhi
Vậy vấn đề mà Zuchongzhi đã giải quyết là gì? Cỗ máy này lấy mẫu phân phối đầu ra của các mạch lượng tử ngẫu nhiên. Một vấn đề rất phức tạp đã được chứng minh là không thể giải được đối với các siêu máy tính cổ điển. Nói cách khác, đó là một chuẩn mực tuyệt vời cho dòng máy tính lượng tử hiện tại.
Trong một bài nghiên cứu đăng trên kho lưu trữ arXiv. Các nhà nghiên cứu khẳng định máy tính lượng tử của họ có thể giải quyết một vấn đề. Bằng cách sử dụng 56 trong số 66 qubit của máy. Theo nhà nghiên cứu, vấn đề mà máy tính Zuchongzhi đang giải quyết khó giải gấp 100 lần. So với bài toán được Sycamore của Google giải.
Đây là một gợi ý mạnh mẽ về những gì máy tính lượng tử có thể sớm có khả năng. Tuy nhiên, bài nghiên cứu về Zuchongzhi này vẫn chưa trải qua quá trình đánh giá ngang hàng. Hệ thống Zuchongzhi của nhóm là một máy tính có thể lập trình hai chiều. Có thể thao tác tới 66 qubit. Nói cách khác, nó có thể mã hóa thông tin lượng tử. Trạng thái lượng tử của một electron đơn lẻ, qua 66 bit lượng tử..
“Tôi rất vui mừng vì điều này”, Peter Knight tại Đại học Hoàng gia London, nói với New Scientist. “Những gì cỗ mày này làm được thực sự giúp chúng ta chứng minh những gì chúng ta đã biết. Nhưng không thể chứng minh bằng thực nghiệm, rằng bạn luôn có thể đánh bại một cỗ máy cổ điển bằng cách thêm một vài qubit nữa”.
