Máy tính lượng tử là gì? Chúng có ý nghĩa gì cho tương lai con người?

Máy tính lượng tử (tiếng Anh: Quantum Computing) là một lĩnh vực máy tính chú ý vào việc phát triển công nghệ máy tính dựa vào các nguyên tắc của lí thuyết lượng tử. Bài viết này sẽ chia sẻ tới các bạn Máy tính lượng tử là gì? Chúng có ý nghĩa gì cho tương lai con người? Cùng đọc thêm nhé!

Máy tính lượng tử là gì?

Máy tính lượng tử là một lĩnh vực máy tính chú ý vào việc phát triển công nghệ máy tính dựa vào các nguyên tắc của lí thuyết lượng tử, giải thích tính chất của năng lượng & vật chất ở cấp độ nguyên tử & hạ nguyên tử.

Các máy tính cổ điển mà chúng ta sử dụng ngày nay chỉ có thể mã hóa thông tin theo các bit lấy giá trị 1 hoặc 0. Việc này tránh khả năng của chúng. Mặt khác, máy tính lượng tử dùng các bit lượng tử hoặc qubit. Nó khai thác khả năng độc đáo của những hạt hạ nguyên tử, thứ mà cho phép chúng hiện hữu ở nhiều tình trạng, nói theo một cách khác là 1 & 0 cùng một lúc.

Nguyên lí chồng chập và rối lượng tử là hai đặc điểm của vật lí lượng tử mà các siêu máy tính này dựa vào. Máy tính lượng tử cho phép việc xử lí các hoạt động ở tốc độ cao hơn theo cấp số nhân so với máy tính thông thường & tiêu thụ năng lượng ít hơn nhiều.

Nguyên lý hoạt động của máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử sử dụng các mạch nhỏ để thực thi các phép tính như một chiếc máy tính bình thường vào thời điểm hiện tại. Tuy vậy thì 3 đặc tính cơ lượng tử là chồng chất, vướng víu & giao thoa được dùng để điều khiển các trang thái của Qubit.

Bên cạnh đấy, hệ thống lượng tử cũng sử dụng các tính chất lượng tử cho việc tính toán. Rõ ràng, nó sẽ xác định tình trạng năng lượng thấp nhất trong liên kết phân tử, từ đấy mô phỏng lại phân tử đó. Việc này cho phép tốc độ xử lý của máy tính nhanh hơn rất là nhiều so sánh với truyền thống.

Xem thêm: Đồng bộ hóa dữ liệu là gì? Nó như thế nào trong máy tính của ta

Cuộc chạy đua máy tính lượng tử

Google, Microsoft, IBM & những doanh nghiệp công nghệ khác đã đầu tư nhiều nguồn tiềm lực vào lĩnh vực này trong cuộc đua trở thành người đầu tiên đưa năng lực tính toán lượng tử vào thị trường đại chúng.

Cuộc chạy đua xây dựng các máy tính lượng tử chẳng khác nào một cuộc “chạy đua vũ trang”, bất kì ai hay quốc gia nào tạo ra được máy tính lượng tử, đều có thể nắm bắt rất là nhiều lợi thế. Mình nghĩ điều đấy rất đáng để suy nghĩ, vì ngay cả việc biết trước sự nghiệp của ngày hôm sau đã là một bước đi vĩ đại rồi.

Theo Valuenex, Trung Quốc đang nắm giữ hơn 3.000 bằng bản quyền sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử, nhiều gấp đôi so sánh với Mỹ & gấp 3 lần Nhật. Boston Consulting Group dự đoán vào 7/2021, công nghệ này có thể làm ra giá trị tương đương 10 tỉ đô la hằng năm vào năm 2030 & tăng lên mức 850 tỉ $ vào khoảng năm 2040.

Chúng có ý nghĩa gì cho tương lai con người?

• Trí tuệ nhân tạo (AI) trở nên nhân văn hơn. Máy tính lượng tử có thể giảm đáng kể thời gian để huấn luyện các mạng thần kinh lớn trên các bộ dữ liệu rất lớn.
• Dự báo thời tiết: Máy tính lượng tử có thể đưa rõ ra các dự báo về thời tiết có tỷ lệ chính xác cao, hơn thế nữa trong việc đối phó với các cơn bão, giúp giảm thiệt hại từ các thiên tai.
• Điều trị ung thư: Năm 2015, các nhà nghiên cứu tại Viện Ung thư Roswell Park đã đưa ra một kỹ thuật mới dùng máy tính lượng tử nhằm tối ưu hóa xạ trị theo cách nhanh hơn ba đến bốn lần so sánh với máy tính thông thường.
• Phá vỡ mật mã: máy tính lượng tử có thể phá vỡ các hệ thống mật mã như RSA hoặc DSA.
• Hệ thống điều tiết giao thông tự động, siêu tốc độ.
• Công nghệ trong dược phẩm: máy tính lượng tử có thể giải mã bộ gen của con người, đây chính là cơ sở tạo nên bước đột phá của ngành y khoa trong tương lai.
• Mô phỏng phân tử trong sinh học & hóa học

Xem thêm: Cách chọn màn hình máy tính đem lại sự thoải mái và rõ ràng hơn

Máy tính lượng tử có hình dạng như thế nào?

Không giống với các máy tính bình thường, các máy tính lượng tử có hình dáng khá là hơn thế nữa, chúng trông giống như một chiếc đèn chùm khổng lồ & các người có chuyên môn cũng gọi đấy là kiến trúc đèn chùm.

Cũng giống như các máy tính bình thường, máy tính lượng tử cũng có một nhân trung tâm là một siêu bộ vi xử lý với các qubit được sắp xếp theo dạng bàn cờ vua.

Nhân vi xử lý & cụ thể là các qubits có cấu tạo là các vi tụ điện được làm từ Niobium với độ cứng ngang với Titan.

Các cực của qubit được làm để dao động, và không duy trì một hiện trạng cố định nào, chính vì lý do này nên máy tính lượng tử có khả năng xử lý mạnh hơn máy tính thông thường.

Con vi xử lý này được đặt trong một trường vi sóng điện từ, hoạt động trong điều kiện lạnh, cực lạnh, thậm chí ở mức gần 0oK.

Để đạt được ngưỡng nhiệt này, cách hiệu quả và ít tốn kém nhất hiện tại là máy tính sẽ được nhấn chìm trong một bể Heli lỏng.

Xem thêm: Windows Registry là gì? Và nó quan trọng đối với máy tính của ta không?

Qua bài viết trên, mình đã chia sẻ tới các bạn Máy tính lượng tử là gì? Chúng có ý nghĩa gì cho tương lai con người? Hy vọng bài viết sẽ mang tới các bạn nhiều thông tin hữu ích. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết!

Vũ Thơm – Tổng hợp & chỉnh sửa

Tham khảo nguồn: (nhipcaudautu.vn, topdev.vn,…)