Siêu máy tính lượng tử của Google – Bước đột phá mới

Kể từ khi công nghệ máy tính ra đời, sự tiến bộ vượt bậc của ngành công nghệ thông tin đã thúc đẩy sự phát triển của các loại máy tính ngày càng thông minh và mạnh mẽ hơn. Đến năm 2019, một bước đột phá mang tính cách mạng trong lĩnh vực này với việc giới thiệu siêu máy tính lượng tử của Google. Hãy theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu về bước đột phá đỉnh cao mở ra một tương lai tươi sáng cho lĩnh vực máy tính nhé!

Siêu máy tính lượng tử của Google đạt được bước đột phá mới trong việc tạo ra một tinh thể thời gian

Siêu máy tính lượng tử của Google đã đạt được một bước tiến đáng kể, theo một nghiên cứu mới công bố, đồng thời mở ra khái niệm về “tinh thể thời gian”, một dạng tồn tại của vật chất. Tuy nhiên, tinh thể thời gian không phải là một cỗ máy thời gian như tên gọi của nó, mà thay vào đó nó có thể hướng tới việc phát triển các máy tính lượng tử ổn định hơn, đáng tin cậy hơn và mang lại lợi ích lớn cho nhân loại.

Xem thêm: Máy tính ngốn bao nhiêu tiền điện mỗi tháng?

Tinh thể thời gian là gì?

Năm 2012, nhà khoa học Frank Wilczek đã đề xuất lý thuyết về tinh thể thời gian. Ông tưởng tượng về một vật thể gồm nhiều phần cùng tồn tại ở trạng thái cân bằng, tương tự như một viên kim cương, được hình thành từ mạng lưới các nguyên tử liên kết với nhau theo một dạng biến đổi không gian tuần hoàn.

Theo ý tưởng của Wilczek, khi tính đối xứng thời gian tịnh tiến bị phá vỡ, vật thể này sẽ trải qua các chuyển động tuần hoàn và quay trở lại cấu trúc ban đầu trong những khoảng thời gian đều đặn, ngay cả trong trạng thái năng lượng thấp nhất của nó. Điều đặc biệt là vật thể này có thể vận động ngay cả khi đang ở trạng thái cơ bản, nơi không có năng lượng, bằng cách liên tục sắp xếp thẳng hàng các nguyên tử bên trong nó, và lặp đi lặp lại theo chu kỳ lặp liên hồi. Đó là lý do mà Wilczek đặt cho nó cái tên “tinh thể thời gian”.

Tuy nhiên, tính chất đặc biệt này đã khiến các nhà khoa học có ý kiến trái chiều về khả năng tồn tại của một vật thể như vậy trong thực tế, do nó đi ngược lại với các quy tắc của nhiệt động học thông thường. Từ khi lý thuyết này được đưa ra cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã cố gắng tạo ra tinh thể thời gian ở các cấp độ khác nhau, nhưng vẫn chưa đạt được thành công.

Google ra máy tính lượng tử tính toán siêu nhanh

Với việc ra mắt Siêu máy tính lượng tử, Google đã đạt được một bước đột phá đáng kể trong lĩnh vực tính toán siêu nhanh. Được phát triển dựa trên nguyên tắc của lý thuyết lượng tử, Siêu máy tính lượng tử của Google có khả năng xử lý dữ liệu với tốc độ chưa từng thấy, vượt xa khả năng của các máy tính truyền thống.

Với số lượng qubit (đơn vị đo lường trong tính toán lượng tử) lên tới hàng trăm, Siêu máy tính lượng tử của Google có khả năng thực hiện các phép tính đồng thời, mở ra những cánh cửa mới cho việc giải quyết các vấn đề phức tạp và khó khăn trong các lĩnh vực như dược học, khoa học vật liệu, tài chính, và trí tuệ nhân tạo.

Không chỉ về tốc độ tính toán, Siêu máy tính lượng tử của Google còn có khả năng giải quyết các bài toán mà các máy tính truyền thống gần như không thể giải quyết được, nhờ vào nguyên tắc của hiệu ứng lượng tử như superposition (siêu cấp định hướng), entanglement (liên kết), và quantum tunneling (đào hầm lượng tử). Điều này mở ra những triển vọng hứa hẹn trong việc tìm kiếm giải pháp cho những thách thức khoa học và công nghệ đương đại.

So sánh với máy tính truyền thống, máy tính lượng tử của Google có thể rút ngắn đáng kể thời gian giải một bài toán từ 10.000 năm xuống còn 200 giây, theo thông tin được đăng trên tạp chí khoa học Nature. Đây là Ưu thế lượng tử, hoặc còn được gọi là Lượng tử tối cao (Quantum Supremacy), một cột mốc quan trọng đánh dấu khả năng của máy tính lượng tử giải quyết các bài toán với tốc độ siêu nhanh, điều mà máy tính thông thường không thể đạt được. Máy tính lượng tử của Google là kết quả của sự hợp tác giữa Google và các nhà vật lý tại Đại học UC Santa Barbara, Trung tâm nghiên cứu NASA Ames và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge.

Theo CNN, môi trường điện toán lượng tử khác biệt chủ yếu ở khả năng xử lý dữ liệu, trong đó bit lượng tử (qubit) có thể đồng thời mang giá trị 1 và 0, khác với bit trong máy tính kỹ thuật số chỉ có thể mang giá trị 1 hoặc 0. Khả năng này giúp quá trình xử lý dữ liệu tăng theo cấp số nhân.

Theo Google, thí nghiệm Lượng tử tối cao được thực hiện trên bộ xử lý 54 qubit có tên là Sycamore, vượt qua giới hạn 49 qubit của các thí nghiệm trước đó. “Hệ thống này gồm một mạng lưới hai chiều, trong đó mỗi qubit được kết nối với bốn qubit khác”, đại diện của Google cho biết. “Chúng tôi đã tinh chỉnh thiết kế để giảm thiểu nhiễu – vấn đề đã ảnh hưởng đến tốc độ của các thí nghiệm điện toán lượng tử trước đây”.

Thời gian mà máy tính lượng tử của Google mất để hoàn thành một phép toán là khoảng 200 giây (tương đương 3 phút 20 giây), trong khi đó, dự kiến Summit – siêu máy tính mạnh nhất thế giới của IBM – sẽ mất 10.000 năm mới giải xong cùng bài toán. Đây cũng là cơ sở để nhóm nghiên cứu của Google đưa ra khẳng định về Ưu thế lượng tử của máy tính lượng tử của họ, hay còn gọi là Lượng tử tối cao.

Một ưu điểm chính của máy tính lượng tử của Google là khả năng xử lý dữ liệu với qubit. Khác với bit trong máy tính kỹ thuật số chỉ có thể mang giá trị 1 hoặc 0, qubit trong máy tính lượng tử có thể đồng thời mang giá trị 1 và 0, nhờ hiện tượng siêu đoạn (superposition) của cơ quan lượng tử. Điều này giúp máy tính lượng tử xử lý dữ liệu đồng thời trên nhiều giá trị khác nhau, tăng khả năng xử lý dữ liệu lên gấp nhiều lần so với máy tính truyền thống.

Bên cạnh đó, máy tính lượng tử của Google cũng được tinh chỉnh thiết kế để giảm thiểu nhiễu, vấn đề đã ảnh hưởng đến tốc độ của các thí nghiệm điện toán lượng tử trước đây. Điều này giúp máy tính lượng tử của Google hoạt động ổn định hơn, đạt được kết quả chính xác hơn trong thời gian ngắn.

Thời gian giải quyết bài toán của máy tính lượng tử của Google là khoảng 200 giây, trong khi dự kiến Summit – siêu máy tính mạnh nhất thế giới của IBM – sẽ mất 10.000 năm mới giải xong cùng bài toán. Đây là một bước đột phá đáng kể, đánh dấu khả năng của máy tính lượng tử giải quyết các bài toán với tốc độ siêu nhanh, điều mà máy tính truyền thống không thể đạt được.

Xem thêm: Các cách kiểm tra hiệu suất máy tính siêu nhanh

Hy vọng qua bài viết trên của Công Nghệ Số sẽ cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về siêu máy tính lượng tử của Google. Nếu còn có thắc mắc nào khác, hãy để lại phản hồi dưới phần bình luận để chúng tôi có thể tư vấn thêm cho bạn.