Máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử (quantum computer) là một loại máy tính sử dụng các nguyên lý của cơ học lượng tử để xử lý thông tin. Không giống như máy tính cổ điển (classical computer) sử dụng bit (giá trị 0 hoặc 1), máy tính lượng tử sử dụng qubit – có thể ở trạng thái 0, 1 hoặc cả hai cùng lúc (trạng thái chồng chập – superposition).

Hình 1: Máy tính lượng tử

Những khái niệm chính của máy tính lượng tử

- Qubit (Quantum Bit)

•  Là đơn vị cơ bản của thông tin trong máy tính lượng tử.
•  Có thể tồn tại trong trạng thái 0, 1 hoặc đồng thời cả hai (superposition).

- Superposition (Chồng chập)

•  Cho phép qubit thực hiện nhiều phép tính cùng lúc.
•  Giúp máy tính lượng tử xử lý lượng lớn dữ liệu song song.

- Entanglement (Rối lượng tử)

•  Hai qubit có thể liên kết với nhau theo cách mà trạng thái của một qubit ảnh hưởng đến trạng thái của qubit kia, dù ở cách xa nhau.
•  Giúp truyền và xử lý thông tin rất nhanh.

- Interference (Giao thoa)

• Là cách máy tính lượng tử loại bỏ các đáp án sai và tăng cường khả năng tìm ra đáp án đúng.

Hình 2: Mẫu chip lượng tử Majorana 1 của Microsoft

So sánh với máy tính cổ điển

Ứng dụng của máy tính lượng tử

- Mô phỏng phân tử và hóa học: Giúp phát triển thuốc và vật liệu mới.

 - Tối ưu hóa: Trong logistics, tài chính, quản lý chuỗi cung ứng.

 - Mã hóa và bảo mật: Phá và tạo ra các hệ thống mã hóa mạnh mẽ hơn.

 - Trí tuệ nhân tạo (AI): Giải quyết các bài toán học máy phức tạp.

 Thực tế hiện tại

 - Máy tính lượng tử vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu, chưa phổ biến.

 - Các công ty như Google, IBM, Microsoft, D-Wave đang phát triển các hệ thống lượng tử.

 - Vấn đề lớn nhất là duy trì trạng thái lượng tử ổn định (decoherence).

Lời kết:

Máy tính lượng tử là một trong những công nghệ tiên tiến đầy hứa hẹn, có khả năng thay đổi toàn bộ cục diện của ngành công nghiệp, khoa học và xã hội.

Thầy Đồng Văn Lưu – Giảng viên Khoa CNTT – ĐT
Nguồn: Tổng hợp trên Internet