Theo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Nature trong tuần này, nhóm nhà khoa học thuộc University of Science and Technology of China (USTC) đã phát triển thành công nguyên mẫu máy tính lượng tử quang tử Jiuzhang 4.0, đánh dấu bước tiến mới trong lĩnh vực điện toán lượng tử.
Giáo sư Lu Chaoyang cho biết nhóm nghiên cứu đã phát triển nguồn sáng dao động tham số quang học hiệu suất cao cùng hệ 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 gồm 8.176 chế độ, hệ thống có thể điều khiển và phát hiện tới 3.050 photon. Đây được xem là bước tiến lớn so với mẫu tiền nhiệm Jiuzhang 3.0 vốn đạt khả năng xử lý 255 photon vào năm 2023.
Theo nhóm nghiên cứu, Jiuzhang 4.0 có thể giải quyết bài toán lấy mẫu boson Gaussian chỉ trong khoảng 25 micro giây. Trong khi đó, siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay của Mỹ là El Capitan được cho là cần tới hơn 10^42 năm để xử lý cùng tác vụ.
Giáo sư Lu Chaoyang nhận định Jiuzhang 4.0 cho thấy bước tiến đáng kể về quy mô cũng như độ phức tạp của bộ xử lý lượng tử quang học tổn hao thấp, mở ra tiềm năng xây dựng các hệ thống điện toán lượng tử quang học chịu lỗi trong tương lai.
Máy tính lượng tử hoạt động dựa trên các nguyên lý của cơ học lượng tử. Theo Microsoft , đơn vị thông tin cơ bản trong điện toán lượng tử là qubit (bit lượng tử). Khác với bit truyền thống chỉ tồn tại ở trạng thái 0 hoặc 1, qubit có thể đồng thời tồn tại ở cả hai trạng thái nhờ hiện tượng chồng chập lượng tử.
Đặc tính này cho phép máy tính lượng tử thực hiện nhiều hướng tính toán song song, từ đó tạo ra tốc độ xử lý vượt trội đối với một số bài toán đặc biệt như mô phỏng hệ lượng tử hoặc giải các bài toán phức tạp.
Hiện nay, các hướng phát triển chính của điện toán lượng tử gồm công nghệ siêu dẫn, bẫy ion, quang tử và nguyên tử trung hòa. Dòng máy tính Jiuzhang thuộc nhóm máy tính lượng tử quang tử, sử dụng photon để mã hóa thông tin. Hiệu năng của hệ thống phụ thuộc lớn vào khả năng điều khiển và thao tác với các photon này.
Theo China Daily, USTC từng phát triển thành công nguyên mẫu Jiuzhang đầu tiên với 76 photon vào năm 2020, giúp Trung Quốc trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới sau Mỹ đạt được ưu thế lượng tử và là nước đầu tiên thực hiện điều này trên hệ thống quang học.
Trung Quốc hiện cũng đưa công nghệ lượng tử vào Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 giai đoạn 2026-2030, xem đây là lĩnh vực chiến lược và ngành công nghiệp tương lai cần ưu tiên phát triển lâu dài.
Bình luận
0