Phát hiện nghiên cứu giúp tạo ra máy tính lượng tử dựa trên ánh sáng

Hệ thống máy tính lượng tử dựa trên ánh sáng sẽ giúp triển khai nhanh hơn, ít phải bảo trì hơn, và mở rộng dễ hơn.

Một nhóm nhà nghiên cứu gồm tập đoàn NTT, đại học Tokyo, và trung tâm nghiên cứu RIKEN ở Nhật Bản đã công bố việc phát triển máy tính lượng tử theo hướng quang tử (photonic). Bằng cách tận dụng các đặc tính lượng tử của việc thu hẹp các nguồn sáng, các nhà khoa học hi vọng rằng dự án của họ sẽ mở đường cho việc triển khai các hệ thống máy tính lượng tử một cách nhanh hơn và dễ hơn, tránh được những nhược điểm của các phương pháp khác. Thêm vào đó, họ cũng tự tin rằng nghiên cứu của họ có thể giúp phát triển các hệ thống máy tính lượng tử với quy mô lớn mà hầu như không cần phải bảo trì.

Phương pháp dùng ánh sáng mang lại nhiều lợi ích so với các kiến trúc máy tính lượng tử truyền thống. Những cách truyền thống ít nhiều cũng bị hạn chế về mặt vật lý: chúng đều cần dùng bảng mạch điện tử, dẫn đến vấn đề Ohmic heating (phần nhiệt tỏa ra khi tín hiệu điện tử được truyền qua mạch bán dẫn). Thêm vào đó, quang tử còn giảm độ trễ đáng kể cho dữ liệu được truyền đi với tốc độ ánh sáng.

Nguồn sáng càng được ép lại thì nó biểu hiện tính chất lượng tử càng rõ. Các nhà nghiên cứu kỳ vọng rằng thiết kế máy tính lượng tử dựa trên quang tử sẽ giúp việc triển khai được dễ dàng hơn, do không cần đến những giải pháp quản lý nhiệt độ cầu kì như những hệ thống khác. Việc mở rộng cũng trở nên dễ dàng hơn và tinh giản hơn. Việc tăng số lượng qubits (để hệ thống mạnh hơn) có thể thực hiện bằng cách liên tục chia ánh sáng thành các “phân đoạn thời gian” (time segments) và mã hóa các thông tin khác nhau trong mỗi phân đoạn này. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu có thể tăng số lượng qubits một cách dễ dàng mà không cần phải tăng kích thước của trang thiết bị.

Tất cả những yếu tố này kết hợp lại sẽ giúp giảm lượng nguyên vật liệu cần thiết để xây dựng hệ thống máy tính lượng tử, đồng thời giúp hệ thống được tinh giản hơn. Các nhà nghiên cứu bây giờ sẽ tập trung vào việc xây dựng máy tính lượng tử dựa trên quang tử. Họ ước lượng thiết kế này có thể mở rộng để đạt hàng triệu qubits, và nếu đúng là như vậy thì đây sẽ là một bước nhảy vọt mang tính đột phá trong mảng máy tính lượng tử.

Tóm tắt ý chính:

• Một nhóm nhà nghiên cứu ở Nhật công bố việc phát triển máy tính lượng tử theo hướng quang tử
• Thiết kế máy tính lượng tử dựa trên quang tử được kỳ vọng sẽ giúp việc triển khai dễ dàng hơn
• Việc mở rộng hệ thống cũng sẽ tinh giản hơn, có thể tăng số lượng qubits mà không cần tăng kích thước của trang thiết bị

Mời các bạn tham khảo thêm một số thông tin liên quan tại GVN 360 như:

• Mỹ liệt 12 công ty máy tính lượng tử của Trung Quốc vào danh sách đen
• IBM ra mắt chip lượng tử Eagle vượt ngoài khả năng mô phỏng của siêu máy tính
• Xuất hiện CPU được làm bằng thuỷ tinh, hứa hẹn mở ra kỷ nguyên “lượng tử tối thượng”

Nguồn: tom’s HARDWARE