Trung Quốc có bước nhảy vọt trong lĩnh vực lượng tử

Điều này có nghĩa là nhân loại sẽ sớm học được cách giải quyết những vấn đề mà cho đến gần đây dường như là không thể.

Máy tính của Schrodinger

Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra cách để tạo ra cái gọi là mạng tinh thể Majorana - đây là những nền tảng để xây dựng một máy tính lượng tử. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí học thuật Nature, do các nhà khoa học từ Viện Vật lý của Viện Khoa học Trung Quốc và Trường Cao đẳng Boston phối hợp thực hiện.

Các nhà khoa học Trung Quốc từ lâu đã phải vật lộn để giải quyết vấn đề quan trọng nhất mà các nhà phát triển máy tính lượng tử phải đối mặt đó là sự can thiệp. Môi trường ảnh hưởng đến một máy tính như vậy. Và cần thiết phải tạo ra một cấu trúc cung cấp các tính toán độc lập. Và người ta đã tạo ra nó!

Máy tính lượng tử có thể thực hiện các phép tính vượt quá khả năng của một máy tính thông thường. Máy tính truyền thống xử lý dữ liệu dưới dạng bit nhị phân - khi thông tin được mã hóa dưới dạng số 0 và số 1.

Mặt khác, máy tính lượng tử có lợi thế khác biệt là các bit của chúng có thể là 1 và 0 cùng một lúc. Hiện tượng vật lý này được gọi là chồng chập lượng tử. Đó là một nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử, giống như sóng trong vật lý cổ điển, bất kỳ hai hoặc nhiều trạng thái lượng tử nào cũng có thể được cộng lại với nhau. Giống như khái niệm con mèo vừa sống vừa chết của Schrödinger.

Một thực thể vật lý như vậy làm tăng khả năng tính toán tiềm năng theo cấp số nhân, vì hai bit lượng tử (qubit) có thể ở bốn trạng thái khả dĩ, ba qubit có thể ở tám trạng thái... Theo đó, tốc độ tính toán sẽ tăng lên.

Hàng tỉ năm trôi qua trong vài giây

Mãi gần đây, các nhà khoa học Trung Quốc mới đạt được cái được gọi là “ưu thế lượng tử”, đó là điểm máy tính lượng tử thực hiện một nhiệm vụ mà máy tính cổ điển hầu như không thể thực hiện được.

Thiết bị có tên là Jiuzhang, thực hiện các phép tính trong 200 giây mà một siêu máy tính thông thường sẽ mất 2,5 tỉ năm để hoàn thành.

Máy tính lượng tử tính toán đưa ra cái gọi là "mẫu boson". Đây là một hệ thống quang học rất phức tạp. Trên thực tế, các chùm ánh sáng được truyền vào một hệ thống như vậy thông qua nhiều đầu vào, và khi vào bên trong, chúng sẽ bị tách ra và phản xạ lại bởi các tấm gương. Máy tính phải tính đến tất cả các biến số này và tính toán kết quả có thể xảy ra của mê cung ánh sáng này. Đây là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn đối với một máy tính thông thường, nhưng lại rất dễ dàng đối với máy tính lượng tử.

Thiết bị Jiuzhang của Trung Quốc có 50 photon, 100 đầu vào, 100 đầu ra, 300 bộ tách chùm và 75 gương. Quả thật là Sunway TaihuLight - hiện là siêu máy tính mạnh thứ tư trên Trái đất - sẽ chỉ mất một nửa thời gian Trái đất tồn tại để giải quyết một vấn đề như vậy.

Điện thoại di động không thể bị hack

Hiện nay, các công ty Trung Quốc đang cấp bằng sáng chế cho các thiết bị di động dựa trên điện toán lượng tử. Ví dụ, công ty QuantumCTeck vừa cho ra mắt điện thoại di động Tianyi số 1. Nó được tích hợp mô-đun mã hóa lượng tử. Điện thoại thông minh được thiết kế cho một thẻ SIM đặc biệt có thể mã hóa và giải mã các cuộc gọi thoại bằng các phím lượng tử. Người ta cho rằng, một mật mã như vậy hoàn toàn không thể bị bẻ khóa. Hơn nữa, bất kỳ nỗ lực nào nhằm đánh cắp khóa sẽ được cả người gửi lẫn người nhận biết ngay lập tức.

Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề với sự ổn định của máy lượng tử. Và chính Trung Quốc đang giải quyết thành công nhất những vấn đề này. Vì vậy, chỉ trong vài năm nữa, máy tính lượng tử sẽ trở nên hoàn toàn quen thuộc. Và nhân loại sẽ học cách "suy nghĩ" nhanh hơn hàng tỉ lần so với hiện tại.

NGUYỄN QUANG (THEO SVPRESSA.RU)/Báo Lao Động